GEBIET DER
ERFINDUNGAREA OF
INVENTION
Die
vorliegende Erfindung betrifft faseroptische Netzwerke und insbesondere
faseroptische Multiplexer dichter Wellenlängen.The
The present invention relates to fiber optic networks, and more particularly
Fiber optic multiplexers of dense wavelengths.
HINTERGRUND
DER ERFINDUNGBACKGROUND
THE INVENTION
WO-A-99/08403
beschreibt einen Wellenlängenmultiplexer
zur Verwendung in einem Kommunikationsnetzwerk mit optischem Cross
Connect. Ein optisches Signal wird durch eine doppelbrechende Platte
in einen Polarisationsstrahlteiler und dann in einen Wellenlängenfilter
eingeleitet. Der Polarisationsstrahlteiler trennt die optischen
Kanäle
des optischen Signals basierend auf der Polarität derselben und leitet sie
zu verschiedenen Ausgängen,
an welchen sie durch den Wellenlängenfilter
enfweder übertragen
oder reflektiert werden.WO-A-99/08403
describes a wavelength division multiplexer
for use in a communication network with optical cross
Connect. An optical signal is transmitted through a birefringent plate
into a polarization beam splitter and then into a wavelength filter
initiated. The polarization beam splitter separates the optical
channels
The optical signal based on the polarity of the same and passes them
to different exits,
to which they pass through the wavelength filter
transferred either
or reflected.
JP-A-05
316052 offenbart einen optischen Empfänger polarisierter Wellendiversität, in welchem ein
Polarisationsstrahlteiler verwendet wird, in Verbindung mit wenigstens
einer doppelbrechenden Platte, um ein empfangenes optisches Signal
in eine Vielzahl von optischen Kanälen zu trennen, basierend auf
der Polarität
der optischen Kanäle.JP-A-05
316052 discloses a polarized wave diversity optical receiver in which
Polarizing beam splitter is used in conjunction with at least
a birefringent plate to receive a received optical signal
to separate into a variety of optical channels based on
of polarity
the optical channels.
US-A-4
558 950 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine interferometrische
Abstands- und Richtungsmessung. Dieses Dokument offenbart die Verwendung
einer Interferometeranordnung für
solch eine Messung.US-A-4
558 950 describes a method and an apparatus for an interferometric
Distance and direction measurement. This document discloses the use
an interferometer arrangement for
such a measurement.
US-A-5
504 619 offenbart eine Lichtablenkeinheit für eine optische Vorrichtung
zum Abtasten einer inneren Fläche
eines Zylinders mit einem Lichtstrahl. Die Anordnung umfasst wenigstens
eine doppelbrechende Platte und einen Polarisationsstrahlteiler,
welcher wahlweise Licht in verschiedene Richtungen entsprechend
der Polarisation desselben weiterleitet.US-A-5
504 619 discloses a light deflecting unit for an optical device
for scanning an inner surface
a cylinder with a ray of light. The arrangement comprises at least
a birefringent plate and a polarization beam splitter,
which optionally light in different directions accordingly
the polarization of the same forwards.
Optics
Letter, Optical Society of America, Washington, US, vol. 23, no.
14, 15 July 1998, pages 1099-1102, Dingel BB et al mit dem Titel "Multifunction Optical
Filter with a Michelson-Gires-Tournois Interferometer for Wavelength-Division-Multiplexed Network
System Applications" offenbart
eine Michelson Interferometer Anordnung in einem optischen Filter
für optische
Multiwellenlängen-Kommunikationssysteme
und hochdichte wellenlängenmultiplexierte Netzwerksysteme.Optics
Letter, Optical Society of America, Washington, US, vol. 23, no.
14, 15 July 1998, pages 1099-1102, Dingel BB et al., Entitled "Multifunction Optical
Filter with a Michelson-Gires-Tournois Interferometer for Wavelength-Division-Multiplexed Network
System Applications "revealed
a Michelson interferometer arrangement in an optical filter
for optical
Multi-wavelength communication systems
and high-density wavelength-multiplexed network systems.
Faseroptische
Netzwerke werden für
die Datenübertragung
zunehmend populär,
aufgrund ihrer Fähigkeiten
für eine
hohe Geschwindigkeit und eine hohe Datenkapazität. Mehrere Wellenlängen können über dieselbe
optische Faser übertragen
werden. Diese Gesamtheit der mehreren kombinierten Wellenlängen umfasst
ein einzelnes übertragenes
Signal. Ein kritisches Merkmal eines faseroptischen Netzwerks ist
die Trennung des optischen Signals in seine Teilwellenlängen oder „Kanäle", typischerweise mittels
eines Wellenlängenmultiplexers.
Diese Trennung muss stattfinden für den Austausch von Wellenlängen zwischen
Signalen auf „Schleifen" innerhalb des Netzwerks,
welche auftreten. Der Austausch erfolgt an Verbindungspunkten oder
an Punkten, in welchen zwei oder mehrere Schleifen sich zum Zwecke des
Austauschens von Wellenlängen
schneiden.Fiberoptic
Networks are for
the data transmission
increasingly popular,
because of their skills
for one
high speed and high data capacity. Multiple wavelengths can be over the same
transmit optical fiber
become. This entirety of the several combined wavelengths comprises
a single rendered
Signal. A critical feature of a fiber optic network is
the separation of the optical signal into its partial wavelengths or "channels", typically by means of
a wavelength multiplexer.
This separation must take place for the exchange of wavelengths between
Signals on "loops" within the network,
which occur. The exchange takes place at connection points or
at points where two or more loops are made for the purpose of
Exchanging wavelengths
to cut.
Systeme
zum Hinzufügen/Herausnehmen (Add/drop-Systeme)
sind an den Verbindungspunkten für
die Verwaltung der Kanalaustausche vorhanden. Das Austauschen von
Datensignalen beinhaltet das Austauschen von zusammengehörigen Wellenlängen aus
zwei unterschiedlichen Schleifen innerhalb eines optischen Netzwerks.
Mit anderen Worten, jedes Signal nimmt einen Kanal in Richtung der
anderen Schleife heraus, während
es gleichzeitig den passenden Kanal aus der anderen Schleife hinzufügt.systems
for adding / removing (add / drop systems)
are at the connection points for
the management of the channel exchanges exists. The exchange of
Data signals involve the replacement of related wavelengths
two different loops within an optical network.
In other words, each signal takes a channel in the direction of
other loop out while
it simultaneously adds the matching channel from the other loop.
Die 1 stellt
ein vereinfachtes optisches Netzwerk 100 dar. Ein faseroptisches
Netzwerk 100 kann eine Hauptschleife 150 umfassen,
welche primäre
Standorte (Locations), wie zum Beispiel San Francisco und New York,
verbindet. Zwischen diesen primären
Standorten befindet sich eine lokale Schleife 110, welche
an dem Anschlusspunkt 140 mit der Schleife 150 verbunden
ist. Somit werden, wenn die lokale Schleife 110 Sacramento
ist, Wellenlängen
in San Francisco in ein optisches Signal gemultiplext, welches von
San Francisco aus wandern wird, am Verbindungspunkt 140 werden
Kanäle
mit dem Signal aus Sacramento hinzugefügt (add) und abgenommen (drop),
und das neue Signal wird weiter nach New York wandern. Innerhalb
der Schleife 110 würden
optische Signale an verschiedene Standorte innerhalb dieser Schleife übertragen,
wodurch der Raum um Sacramento bedient wird. Lokale Empfänger (nicht
gezeigt) würden
sich an verschiedenen Punkten innerhalb der lokalen Schleife 110 befinden, um
die optischen Signale in die elektrischen Signale in dem geeigneten
Protokollformat zu konvertieren.The 1 represents a simplified optical network 100 dar. A fiber optic network 100 can a main loop 150 comprising primary locations, such as San Francisco and New York. Between these primary sites is a local loop 110 , which at the connection point 140 with the loop 150 connected is. Thus, if the local loop 110 Sacramento is multiplexed in San Francisco wavelengths into an optical signal that will migrate from San Francisco to the juncture point 140 Channels will be added (add) and dropped (dropped) with the signal from Sacramento, and the new signal will continue to travel to New York. Within the loop 110 would transmit optical signals to different locations within that loop, serving the space around Sacramento. Local receivers (not shown) would be at different points within the local loop 110 to convert the optical signals into the electrical signals in the appropriate protocol format.
Die
Trennung eines optischen Signals in seine Teilkanäle wird
typischerweise durch einen Multiplexer dichter Wellenlänge (dense
wavelength divison multiplexer) ausgeführt. Die 2 stellt Add/drop-Systeme 200 und 210 (Systeme
zum Hinzufügen
und Hinwegnehmen) mit Multiplexern dichter Wellenlänge 220 und 230 dar.
Ein optisches Signal aus der Schleife 110 (81 – 8n) tritt in sein Add/drop-System 200 an
dem Knoten A (240) ein. Das Signal wird in seine Teilkanäle (component
channels) durch den Multiplexer dichter Wellenlänge 220 getrennt.
Jeder Kanal wird dann in seinen eigenen Weg 250-1 bis 250-n ausgegeben.
Zum Beispiel würde
81 entlang des Weges 250-1 wandern,
82 würde entlang
des Weges 250-2 wandern, etc. Auf dieselbe Art und Weise
tritt das Signal aus der Schleife 150 (81' – 8n') in sein Add/drop-System 210 über den
Knoten C (270) ein. Das Signal wird dann in seine Teilkanäle durch
den Wellenlängenmultiplexer 230 getrennt.
Jeder Kanal wird dann über
seinen eigenen Weg 280-1 bis 280-n ausgegeben.
Zum Beispiel würde
81' entlang
des Weges 280-1 wandern, 82' würde entlang
des Weges 280-2 wandern, etc.The separation of an optical signal into its subchannels is typically performed by a dense wavelength divison multiplexer. The 2 introduces add / drop systems 200 and 210 (Adding and subtracting systems) with dense wavelength multiplexers 220 and 230 dar. An optical signal from the loop 110 (8 1 - 8 n ) joins his add / drop system 200 at the node A ( 240 ) one. The signal is fed into its component channels through the dense wavelength multiplexer 220 separated. Each channel will then be in its own way 250-1 to 250-n output. For example, 8 would be 1 along the way 250-1 wander, 8 2 would be along the way 250-2 wander, etc. In the same way, the signal exits the loop 150 (8 1 '- 8 n ') in his add / drop system 210 via the node C ( 270 ) one. The signal then enters its subchannels through the wavelength division multiplexer 230 separated. Each channel will then go its own way 280-1 to 280-n output. For example, 8 would be 1 'along the way 280-1 wander, 8 2 'would be along the way 280-2 hiking, etc.
Bei
der Ausführung
einer Add/drop-Funktion wird zum Beispiel 81 aus
dem Weg 250-1 zu dem Weg 280-1 übertragen.
Es wird mit den anderen Kanälen
der Schleife 150 durch den Multiplexer dichter Wellenlänge 230 zu
einem einzigen neuen optischen Signal kombiniert. Das neue Signal
wird dann über den
Knoten D (290) zu der Schleife 150 zurückgeführt. Gleichzeitig
wird 81' aus
dem Weg 280-1 zu dem Weg 250-1 übertragen.
Es wird mit den anderen Kanälen
der Schleife 110 durch den Multiplexer dichter Wellenlänge 220 zu
einem einzigen optischen Signal kombiniert. Dieses neue Signal wird
dann über den
Knoten B (260) zu der Schleife 110 zurückgeführt. Auf
diese Art und Weise wird von dem Bezugssystem des Knotens 110 aus
der Kanal 81 seines eigenen Signals in Richtung
der Schleife 150 herausgenommen (dropped), während der
Kanal 81' des
Signals aus der Schleife 150 hinzugefügt wird (added), um einen Teil
seines neuen Signals zu bilden. Das Gegenteil gilt für das Bezugssystem
der Schleife 150. Dies ist die Add/drop-Funktion.For example, when executing an add / drop function, 8 1 gets out of the way 250-1 to the way 280-1 transfer. It will loop with the other channels 150 through the dense wavelength multiplexer 230 combined into a single new optical signal. The new signal is then sent via node D ( 290 ) to the loop 150 recycled. At the same time 8 1 'gets out of the way 280-1 to the way 250-1 transfer. It will loop with the other channels 110 through the dense wavelength multiplexer 220 combined into a single optical signal. This new signal is then sent via node B ( 260 ) to the loop 110 recycled. In this way is from the reference system of the node 110 from the channel 8 1 of its own signal in the direction of the loop 150 taken out (dropped) while the channel 8 1 'of the signal from the loop 150 is added to form part of its new signal. The opposite is true for the frame of reference of the loop 150 , This is the add / drop function.
Herkömmliche
Verfahren, welche von Wellenlängenmultiplexern
beim Trennen eines optischen Signals in seine Teilkanäle verwendet
werden, umfassen die Verwendung von Filtern und von Fasergittern
als Trennvorrichtungen. Eine „Trennvorrichtung" ist, wenn dieser
Ausdruck in dieser Beschreibung verwendet wird, eine integrierte
Sammlung von optischen Komponenten, welche als eine Einheit funktionieren,
welche einen oder mehrere Kanäle
aus einem optischen Signal trennt. Filter ermöglichen, dass ein Zielkanal
durchtritt, während
alle anderen Kanäle
zurückgeleitet
werden. Fasergitter haben zum Ziel, dass ein Kanal reflektiert wird,
während
alle anderen Kanäle
durchtreten. Beides, Filter und Fasergitter, sind in der Technik
sehr bekannt und werden daher vorliegend nicht in größerem Detail
beschrieben.conventional
Methods, which of wavelength division multiplexers
used in separating an optical signal into its subchannels
include the use of filters and fiber gratings
as separators. A "separator" is when this one
Expression used in this description is an integrated
Collection of optical components that function as a unit,
which one or more channels
separates from an optical signal. Filters allow a destination channel
passes through while
all other channels
returned
become. Fiber grids are designed to reflect a channel
while
all other channels
pass. Both filters and fiber grids are in the art
Well known and therefore not present in greater detail
described.
Ein
Problem bei den herkömmlichen
Trennvorrichtungen ist die Genauigkeit, welche von einer Einrichtung
zum Übertragen
eines Signals in eine optische Faser hinein verlangt wird. Ein Signal,
welches in einen Wellenlängenmultiplexer
eintritt, muss mit einem Satz von sehr engen Durchlassbereichen (Durchlassbändern) übereinstimmen.
Die 3 zeigt ein Beispiel einer Spektralkurve 310,
welche aus einer Vielzahl von Kanälen zusammengesetzt ist, wenn sie
in einen Multiplexer dichter Wellenlänge eintritt. Die Durchlassbänder 320 der
Kanäle
sind sehr schmal. Idealerweise würde
die Kurve eine Rechteckwelle sein. Ein schmales Durchlassband ist
problematisch, weil aufgrund der physikalischen Schranken und der
Temperaturempfindlichkeit von Laservorrichtungen als Signalquelle
diese niemals Licht exakt auf der mittleren Wellenlänge eines
optischen Filters ausstrahlen. Die Differenz zwischen der tatsächlichen
Wellenlänge
und der Wellenlänge
in der Mitte des Durchlassbandes wird „Versatz" (Offset) genannt. Das Ausmaß des Versatzes
oder Änderungen
in dem Versatz („Drift") sollte idealerweise
nicht größer sein
als die Breite der Durchlassbänder.
Anderenfalls wäre
der Crosstalk zwischen den Kanälen zu
groß.
Crosstalk tritt auf, wenn ein Kanal oder ein Teil eines Kanals als
ein Rauschen auf einem Kanal, welcher benachbart zu diesem liegt,
auftritt. Weil die Signale, welche aus den Konfigurationen herkömmlicher
Wellenlängenmultiplexer
resultieren, schmale Durchlassbänder
aufweisen, müssen
die Vorrichtungen der Signalquelle („Transmitter"), wie zum Beispiel
Laser oder ähnliches,
eine hohe Genauigkeit aufweisen, so dass ein Versatz oder ein Drift
auf die Breite der Durchlassbänder
beschränkt
ist. Es ist schwierig, diese hohe Präzision auszuführen. Signalübertragende
Vorrichtungen mit einer hohen Präzision
sind verfügbar,
aber sie sind sehr teuer. Zudem müssen die signalübertragenden
Vorrichtungen individuell mit jeder Trennvorrichtung ausgerichtet
werden, was sehr zeitintensiv ist. Zudem weist das Spektrum der
Durchlassbänder
von herkömmlichen Trennvorrichtungen,
wie zum Beispiel herkömmliche Band[pass]filter,
abgerundete Formen auf. Eine Verkettung von mehreren solchen Filtern
in Reihe vermindert unvermeidlich die Gesamtbreiten der Durchlassbänder und
vergrößert die
Einführungsverluste der
Filteraufbauten, wegen Herausnahme/Vernichtung von Energie an den
Kanten der sich überlappenden
individuellen Durchlassbänder.A problem with conventional isolation devices is the accuracy required of a device for transmitting a signal into an optical fiber. A signal entering a wavelength division multiplexer must match a set of very narrow passbands (passbands). The 3 shows an example of a spectral curve 310 which is composed of a plurality of channels when entering a dense wavelength division multiplexer. The passbands 320 the channels are very narrow. Ideally, the curve would be a square wave. A narrow pass band is problematic because, due to the physical barriers and temperature sensitivity of laser devices as the signal source, they never emit light exactly at the center wavelength of an optical filter. The difference between the actual wavelength and the wavelength in the middle of the passband is called "offset." The amount of offset or changes in the offset ("drift") should ideally not be greater than the width of the passbands. Otherwise, the crosstalk between the channels would be too large. Crosstalk occurs when a channel or part of a channel appears as a noise on a channel adjacent to it. Because the signals resulting from the configurations of conventional wavelength division multiplexers have narrow passbands, the devices of the signal source ("transmitter"), such as lasers or the like, must have high accuracy such that skew or drift affects the width of the It is difficult to achieve this high precision, high precision signal transmitting devices are available but they are very expensive, and the signal transmitting devices must be individually aligned with each separator, which is very time consuming Passbands of conventional separators, such as conventional bandpass filters, have rounded shapes, and concatenating multiple such filters in series inevitably reduces the overall widths of the passbands and increases the insertion losses of the filter assemblies removing / destroying energy at the edges of the overlapping individual passbands.
Eine
verbesserte Trennvorrichtung gemäß des Standes
der Technik, welche einen Polarisationsstrahlteiler und ein nicht
lineares Interferometer verwendet, ist in der parallel anhängigen amerikanischen
Patentanmeldung mit dem Titel „Non-Linear Interferometer
for Fiberoptic Wavelength Division multiplexer Utilizing a Phase
Differential Method of Wavelength Separation", mit der Anmeldenummer 09/247 253,
die am 10. Februar 1999 eingereicht worden ist, offenbart.A
improved separation device according to the state
the technique of using a polarization beam splitter and a not
used linear interferometer is in the parallel pending American
Patent Application entitled "Non-Linear Interferometer
for Fiber Optic Wavelength Division Multiplexer Utilizing a Phase
Differential Method of Wavelength Separation ", with the application number 09/247 253,
filed on February 10, 1999.
Die 4 bis 6 stellen
eine Trennvorrichtung dar, die in der amerikanischen Patentanmeldung
mit der Nummer 09/247 253 offenbar ist. Diese Trennvorrichtung 1000 trennt
das Signal in zwei Sätze
von Kanälen.
Die 4 stellt eine Ansicht von oben einer vorzuziehenden
Ausführung
einer Trennvorrichtung 1000 dar. Die Trennvorrichtung 1000 umfasst
eine optische Faser 1010 zum Eingeben eines optischen Signals
und optische Fasern 1020 und 1030 zum Ausgeben
von optischen Signalen. Wenn das Signal die optische Faser 1010 verlässt, läuft es auseinander.
Eine Linse 1050 richtet das Signal parallel und leitet
es in Richtung eines Strahlteilers 1070, welcher das Signal
basierend auf seiner Polarität
zerlegt. Diese Zerlegung findet in einer Ebene 1075 des Strahlteilers 1070 statt.
Die Komponente (p-Komponente) des Eingangssignals, welche innerhalb
der Ebene, die durch die Bewegungsrichtung des Eingangssignals und
eine Linie senkrecht zu der Verbindungsebene 1075 definiert
wird, polarisiert wird, tritt durch den Strahlteiler 1070 in
Richtung eines Interferometers 800B. Die Komponente (s-Komponente) des
Eingangssignals, welche parallel zu der Verbindungsebene 1075 polarisiert
wird, wird in Richtung eines Interferometers 800A reflektiert.
Die Interferometer 800A und 800B führen Phasendifferenzen
zwischen den geraden und ungeraden Kanälen der Signale ein.The 4 to 6 illustrate a separator disclosed in U.S. Patent Application Serial No. 09 / 247,253. This separator 1000 separates the signal into two sets of channels. The 4 Fig. 10 illustrates a top view of a preferred embodiment of a separator 1000 dar. The separator 1000 around holds an optical fiber 1010 for inputting an optical signal and optical fibers 1020 and 1030 for outputting optical signals. If the signal is the optical fiber 1010 leaves, it breaks apart. A lens 1050 directs the signal in parallel and directs it in the direction of a beam splitter 1070 which decomposes the signal based on its polarity. This decomposition takes place in one plane 1075 of the beam splitter 1070 instead of. The component (p component) of the input signal, which is within the plane, determined by the direction of movement of the input signal and a line perpendicular to the connection plane 1075 is defined, polarized, passes through the beam splitter 1070 in the direction of an interferometer 800B , The component (s component) of the input signal, which is parallel to the connection plane 1075 is polarized, is in the direction of an interferometer 800A reflected. The interferometer 800A and 800B introduce phase differences between the even and odd channels of the signals.
Die 5 stellt
den Weg des Lichtes der ungeraden Kanäle dar, wenn es sich durch
die Trennvorrichtung 1000 mit den Interferometern 800A und 800B der
Erfindung des zugehörigen
Technikgebiets bewegt. Das Licht der ungeraden Kanäle bewegt
sich zu dem Polarisationsstrahlteiler 1070 aus der Eingangsfaser 1010.
Das Licht von jedem Kanal weist eine s-Polaritätskomponente (Es) 1110 und
eine p-Polaritätskomponente
(Ep) 1220 auf. Die Es und
Ep Signale können jeweils in Eo und
Ee Komponenten jeweils parallel zu den Hauptstrahlrichtungen
der doppelbrechenden Elementen in den Interferometern 800A und 800B zerlegt
werden. Diese Komponenten sind in der Technik sehr bekannt und werden
hier nicht weiter beschrieben. Der Vektor Ep 1220 wird
in die Komponenten Epo 1230 und
Epe 1240 zerlegt, wohingegen der
Vektor Es 1210 in die Komponenten
Eso 1250 und Ese 1260 zerlegt
wird. Die Zerlegung ist in der 5 für jeden
der Komponentenvektoren der Signalpolarisation Es und
Ep dargestellt, für beides, vor jeweils ihrem
Eintritt in die und nach ihrem Austritt aus den Interferometern 800A und 800B.
Das Signal Ep 1220 bewegt sich
zu dem Interferometer 800B, während das Signal Es 1210 sich
zu dem Interferometer 800A bewegt. Beide Sätze von
Signalen werden durch ihre Interferometer 800A und 800B reflektiert,
ohne eine Phasenverschiebungsdifferenz zwischen Eso 1250 und
Ese 1260 (oder zwischen Epo 1230 und Epe 1240).
Somit bewegen sich beide, das Signal Ep 1220 und
das Signal Es 1210, zurück zu dem
Polarisationsstrahlteiler 1070, ohne eine Änderung
in der Orientierung. Diese Signale bewegen sich dann zurück durch
den Polarisationsstrahlteiler 1070 zu der Ausgangsfaser
(Output-Faser) 1020.The 5 represents the path of the light of the odd channels as it passes through the separator 1000 with the interferometers 800A and 800B the invention of the related art field moves. The light of the odd channels moves to the polarization beam splitter 1070 from the input fiber 1010 , The light from each channel has an s-polarity component (E s ) 1110 and a p-polarity component (E p ) 1220 on. The E s and E p signals can each be in E o and E e components respectively parallel to the main beam directions of the birefringent elements in the interferometers 800A and 800B be disassembled. These components are well known in the art and will not be further described here. The vector E p 1220 is in the components E po 1230 and E pe 1240 decomposed, whereas the vector E s 1210 into the components E like that 1250 and E se 1260 is decomposed. The decomposition is in the 5 for each of the component vectors of the signal polarization E s and E p , for both, before their entry into and after their exit from the interferometers 800A and 800B , The signal E p 1220 moves to the interferometer 800B while the signal E s 1210 to the interferometer 800A emotional. Both sets of signals are transmitted through their interferometer 800A and 800B reflected, without a phase shift difference between E so 1250 and E se 1260 (or between E po 1230 and E pe 1240 ). Thus, both move, the signal E p 1220 and the signal E s 1210 , back to the polarization beam splitter 1070 without a change in orientation. These signals then move back through the polarization beam splitter 1070 to the output fiber (output fiber) 1020 ,
Die 6 stellt
den Weg der geraden Kanäle dar,
wenn sie sich durch die Trennvorrichtung 1000 mit den Interferometern 800A und 800B der
vorliegenden Erfindung bewegen. Wie bei den ungeraden Kanälen bewegt
sich das Licht der geraden Kanäle zu
dem Polarisationsstrahlteiler 1070 aus der Eingangsfaser 1010.
Das Licht von jedem Kanal weist eine s-Polaritätskomponente (Es) 1210 und
eine p-Polaritätskomponente
(Ep) 1320 auf. Wie bei den ungeraden
Kanälen
können
die Es und Ep Signale
jeweils in Eo und Ee Komponenten
parallel zu der Hauptstrahlrichtung der doppelbrechenden Elemente in
jeweils dem Interferometer 800A und 800B zerlegt werden.
Der Vektor Ep 1320 wird in die
Komponenten Epo 1330 und Epe 1340 zerlegt, wohingegen der
Vektor Es 1310 in die Komponenten
Eso 1350 und Ese 1360 zerlegt
wird. Diese Zerlegung ist in der 6 für die Polarisationsebene
des Lichtes von jedem der Signalvektoren Es und
Ep dargestellt, für beides, vor ihrem Eintritt
jeweils in die und nach ihrem Austritt aus den Interferometern 800A und 800B.
Das Signal Ep 1320 bewegt sich
zu dem Interferometer 800B, während sich das Signal Es 1310 zu dem Interferometer 800A bewegt.
Für die
geraden Kanäle
führen die
Interferometer 800A und 800B eine Phasendifferenz π jeweils
zwischen Epo 1330 und Epe 1340 und ebenso zwischen Eso 1350 und Ese 1360 ein.
Diese Phasendifferenz verursacht eine effektive π/2-Drehung von jedem der Signale 1310 und 1320,
wodurch sie jeweils von Es in Ep und
von Ep in Es konvertiert werden.
Wenn beide von diesen Signalen sich wieder durch den Strahlteiler 1070 bewegen,
verursacht diese Drehung, dass sie sich zu der Ausgangsfaser (Output-Faser) 1030 bewegen.
Somit beinhaltet auf diese Art und Weise die Ausgangsfaser 1020 die
ungeraden Kanäle,
wohingegen die Ausgangsfaser 1030 die geraden Kanäle beinhaltet.The 6 represents the path of the straight channels as they pass through the separator 1000 with the interferometers 800A and 800B move the present invention. As with the odd channels, the light of the even channels moves to the polarization beam splitter 1070 from the input fiber 1010 , The light from each channel has an s-polarity component (E s ) 1210 and a p-polarity component (E p ) 1320 on. As with the odd channels, the E s and E p signals can each be in E o and E e components parallel to the main beam direction of the birefringent elements in each of the interferometer 800A and 800B be disassembled. The vector E p 1320 is in the components E po 1330 and E pe 1340 decomposed, whereas the vector E s 1310 into the components E like that 1350 and E se 1360 is decomposed. This decomposition is in the 6 for the polarization plane of the light from each of the signal vectors E s and E p , for both, before their entry respectively into and after their exit from the interferometers 800A and 800B , The signal E p 1320 moves to the interferometer 800B while the signal E s 1310 to the interferometer 800A emotional. For the straight channels lead the interferometers 800A and 800B a phase difference π each between E po 1330 and E pe 1340 and also between E like that 1350 and E se 1360 one. This phase difference causes an effective π / 2 rotation of each of the signals 1310 and 1320 whereby they are each converted from E s to E p and from E p to E s . If both of these signals are through the beam splitter again 1070 move, this rotation causes them to become the output fiber (output fiber) 1030 move. Thus, in this way, the output fiber includes 1020 the odd channels, whereas the output fiber 1030 includes the even channels.
Diese
Trennvorrichtung weist gegenüber herkömmlichen
Trennvorrichtungen Vorteile auf hinsichtlich der vergrößerten Breite
und Ebenheit der Durchlassbänder
und der Isolationsbänder
und einer größeren Leichtigkeit
bei der Ausrichtung. Obwohl diese Trennvorrichtung 1000 für ihre genannten
Zwecke nützlich
ist, kann sie in einigen Fällen
durch die Eigenschaften des verwendeten Polarisationsstrahlteilers 1070 beschränkt sein.
Ein perfekter Polarisationsstrahlteiler wird einen einfallenden
nicht polarisierten Lichtstrahl in Komponentenlichtstrahlen, welche
in zwei Ebenen polarisiert sind, trennen, mit einer gegenseitigen
senkrechten Polarisationsausrichtung, derart, dass jeder Komponentenstrahl 100 Prozent
des Lichtes einer Polarisationsausrichtung und nichts von dem Licht
der anderen Ausrichtung beinhaltet. In realen Strahlteilern, welche
niemals perfekt sein können,
gibt es jedoch immer ein kleines Ausmaß an einer Leckage von Lichtstrahlen
mit einer Polarisationsausrichtung in den Übertragungsweg hinein, welcher
nominell nur aus Licht mit der anderen Polarisationsausrichtung
zusammengesetzt ist. Wegen dieser Leckage wird es eine nicht perfekte
Isolation von einem Satz von Signalen von einem anderen in der Trennvorrichtung 1000 geben.This separator has advantages over conventional separator in terms of increased width and flatness of the pass bands and the insulating bands and a greater ease of alignment. Although this separator 1000 useful for their stated purposes, it may in some cases by the characteristics of the polarization beam splitter used 1070 be limited. A perfect polarization beam splitter will separate an incident non-polarized light beam into component light beams that are polarized in two planes, with a mutual perpendicular polarization orientation, such that each component beam 100 Percent of the light of one polarization orientation and none of the light of the other orientation. However, in real beam splitters, which can never be perfect, there is always a small amount of leakage of light rays having a polarization orientation into the transmission path which is nominally composed only of light having the other polarization orientation. Because of this leakage, there will be an imperfect isolation of one set of signals from another in the separator 1000 give.
Dementsprechend
gibt es den Bedarf an einem Trennungsmechanismus, welcher es für einen Wellenlängenmultiplexer
zulassen würde,
eine größere Toleranz
für einen
Wellenlängenversatz
und -drift und eine größere Einfachheit
bei der Ausrichtung aufzuweisen, als bei herkömmlichen Trennvorrichtungen
realisiert wird, und ebenso ein größeres Maß an Isolation zwischen zwei
Sätzen
von getrennten Kanälen.
Die vorliegende Erfindung betrifft solch einen Bedarf.Accordingly
There is a need for a separation mechanism that does it for a wavelength division multiplexer
would allow
a greater tolerance
for one
Wavelength offset
and drift and a greater simplicity
to exhibit in the alignment, as in conventional separators
realized, as well as a greater degree of isolation between two
records
of separate channels.
The present invention relates to such a need.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Die
vorliegende Erfindung stellt einen Multiplexer für dichte Wellenlängen (Multiplexer
dichter Wellenlänge)
zum Trennen eines optischen Signals in optische Kanäle zur Verfügung. Sie
umfasst wenigstens eine doppelbrechende Platte und einen Polarisationsstrahlteiler,
welcher optisch an die wenigstens eine doppelbrechende Platte gekoppelt
ist, der Polarisationsstrahlteiler und die wenigstens eine doppelbrechende
Platte zum Trennen von einem oder mehreren der Vielzahl der optischen
Kanäle durch
Einleiten einer Phasendifferenz zwischen wenigstens zwei der Vielzahl
der optischen Kanäle,
wobei das Trennen auf der Polarität der Vielzahl der optischen
Kanäle
basiert. In einer vorzuziehenden Ausführung umfasst der Mechanismus
des Trennens doppelbrechende Keilplatten, einen Polarisationsstrahlteiler
und zwei nicht lineare Interferometer, wobei die doppelbrechenden
Keilplatten zwischen dem Polarisationsstrahlteiler und den Eingangs-
und Ausgangswegen angeordnet sind. Die vorliegende Erfindung stellt
eine Erleichterung bei der Ausrichtung und eine größere Toleranz
für Drifts
zur Verfügung,
aufgrund der Vergrößerung der
Breite der Durchlassbänder,
und stellt ferner eine verbesserte Trennung von Kanälen relativ
zu anderen Wellenlängenmultiplexern,
welche Polarisationsstrahlteiler verwenden, zur Verfügung. Sie
kann ebenso auf einfache Art modifiziert werden, um die Add/drop-Funktion
zu leisten, wenn sie Kanäle
trennt. Die Materialien, welche erforderlich sind, um den Multiplexer
dichter Wellenlänge in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung herzustellen und zu implementieren,
sind leicht verfügbar.
Die vorliegende Erfindung erfordert somit keine speziellen oder
teuren Werkstoffe oder Verfahren. Sie ist somit kostengünstig.The
The present invention provides a dense wavelength multiplexer (Multiplexer
dense wavelength)
for separating an optical signal into optical channels. she
comprises at least one birefringent plate and a polarization beam splitter,
which optically coupled to the at least one birefringent plate
is, the polarization beam splitter and the at least one birefringent
Plate for separating one or more of the plurality of optical
Channels through
Initiating a phase difference between at least two of the plurality
the optical channels,
wherein the separating is based on the polarity of the plurality of optical
channels
based. In a preferred embodiment, the mechanism includes
separating birefringent wedge plates, a polarization beam splitter
and two non-linear interferometers, with the birefringent ones
Wedge plates between the polarization beam splitter and the input
and exit routes are arranged. The present invention provides
easier alignment and greater tolerance
for drifts
to disposal,
due to the enlargement of the
Width of the passbands,
and further provides improved separation of channels relative
to other wavelength division multiplexers,
which polarization beam splitters use. she
can also be easily modified to add / drop function
to afford if they have channels
separates. The materials that are required to the multiplexer
dense wavelength in agreement
to produce and implement with the present invention,
are readily available.
The present invention thus requires no special or
expensive materials or processes. It is thus inexpensive.
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION
THE DRAWINGS
Die 1 ist
eine Darstellung eines vereinfachten optischen Netzwerks.The 1 is an illustration of a simplified optical network.
Die 2 ist
eine Darstellung eines herkömmlichen
Add/drop-Systems und von Wellenlängenmultiplexern.The 2 is an illustration of a conventional add / drop system and wavelength division multiplexers.
Die 3 ist
ein Graph von zwei beispielhaften Spektralkurven, wobei jede aus
mehreren Kanälen
zusammengesetzt ist, wenn sie jeweils in einen herkömmlichen Wellenlängenmultiplexer
und einen Multiplexer dichter Wellenlänge in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung eintreten.The 3 Figure 12 is a graph of two exemplary spectral curves, each composed of multiple channels, each entering a conventional wavelength division multiplexer and a dense wavelength division multiplexer in accordance with the present invention.
Die 4 ist
eine Darstellung einer Trennvorrichtung, welche einen Polarisationsstrahlteiler und
nicht lineare Interferometer verwendet.The 4 FIG. 12 is an illustration of a separator employing a polarization beam splitter and non-linear interferometers. FIG.
Die 5 ist
eine Darstellung von ungeraden Kanälen, wie sie sich durch die
Trennvorrichtung der 4 bewegen.The 5 is a representation of odd channels as they pass through the separator 4 move.
Die 6 ist
eine Darstellung von geraden Kanälen,
wie sie sich durch die Trennvorrichtung der 4 bewegen.The 6 is a representation of straight channels as they pass through the separator 4 move.
Die 7 ist
eine Ansicht von oben einer vorzuziehenden Ausführung einer Trennvorrichtung in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung.The 7 Figure 11 is a top view of a preferred embodiment of a separator in accordance with the present invention.
Die 8 ist
eine Darstellung einer vorzuziehenden Ausführung eines nicht linearen
Interferometers, welches mit der Trennvorrichtung der vorliegenden
Erfindung verwendet wird.The 8th Fig. 12 is an illustration of a preferable embodiment of a non-linear interferometer used with the separator of the present invention.
Die 9 ist
eine Darstellung eines optischen Weges durch die vorzuziehende Ausführung der
Trennvorrichtung von Lichtsignalen und Subsignalen, welche von der
ersten Eingangsfaser eingeleitet werden, und entsprechend den Wegen
von Lichtsignalen von ungeraden Kanälen in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung.The 9 Fig. 10 is an illustration of an optical path through the preferred embodiment of the separator of light signals and subsignals input from the first input fiber and corresponding paths of light signals from odd channels in accordance with the present invention.
Die 10 ist
eine Darstellung der optischen Wege durch die vorzuziehende Ausführung der Trennvorrichtung
von Lichtsignalen und Subsignalen, die von der ersten Eingangsfaser
eingeleitet werden, und entsprechend der Wege von Lichtsignalen
von geraden Kanälen
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung.The 10 Fig. 13 is an illustration of the optical paths by the preferable embodiment of the separator of light signals and subsignals input from the first input fiber and corresponding to the paths of light signals from even channels in accordance with the present invention.
Die 11 ist
ein Flussdiagramm, welches eine vorzuziehende Ausführung eines
Verfahrens zum Trennen eines optischen Signals in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung darstellt.The 11 FIG. 11 is a flow chart illustrating a preferred embodiment of a method of separating an optical signal in accordance with the present invention.
Die 12 ist
eine Darstellung von optischen Wegen durch die vorzuziehende Ausführung der
Trennvorrichtung der Lichtsignale und Subsignale, welche von der
zweiten Eingangsfaser eingeleitet werden, und entsprechend ungeraden
Kanälen
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung.The 12 Fig. 13 is an illustration of optical paths through the preferred embodiment of the optical signal separator and sub-signals introduced by the second input fiber and corresponding odd channels in accordance with the present invention.
Die 13 ist
eine Darstellung der optischen Wege durch die vorzuziehende Ausführung von Lichtsignalen
und Subsignalen, welche von der zweiten Eingangsfaser eingeleitet
werden, und entsprechend den geraden Kanälen in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung.The 13 Fig. 12 is an illustration of the optical paths through the preferred embodiment of light signals and subsignals input from the second input fiber and corresponding to the even channels in accordance with the present invention.
Die 14 ist
ein funktionelles Routing-Diagramm für die Trennvorrichtung der
vorliegenden Erfindung, welches seine Funktionsweise als eine 2 × 2-Einrichtung
darstellt.The 14 Figure 3 is a functional routing diagram for the disconnect device of the present invention illustrating its operation as a 2x2 device.
Die 15 ist
ein einfaches Blockdiagramm eines Wellenlängenmultiplexers mit einer
Kaskadenkonfiguration mit mehreren parallelen Stufen von Trennvorrichtungen
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung.The 15 Figure 10 is a simple block diagram of a wavelength division multiplexer with a cascade configuration having multiple parallel stages of separators in accordance with the present invention.
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED
DESCRIPTION OF THE INVENTION
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung in dem
Trennmechanismus, welcher in Multiplexern dichter Wellenlänge verwendet werden
soll. Die folgende Beschreibung wird zur Verfügung gestellt, um einen Durchschnittsfachmann
in die Lage zu versetzen, die Erfindung auszuführen und zu verwenden, und
sie wird im Zusammenhang einer Patentanmeldung und ihren Erfordernissen dargestellt.
Verschiedene Modifikationen an der vorzuziehenden Ausführung werden
für den
Fachmann leicht erkennbar sein, und die generischen Prinzipien,
welche hier dargestellt werden, können bei anderen Ausführungen
angewendet werden. Somit ist es nicht beabsichtigt, die vorliegende
Erfindung auf die gezeigte Ausführung
zu beschränken,
sondern sie soll im Einklang mit dem größten Schutzumfang stehen, welcher
mit den Prinzipien und Merkmalen, welche hier beschrieben werden, übereinstimmt.The
The present invention relates to an improvement in the
Separation mechanism used in dense wavelength division multiplexers
should. The following description is provided to one of ordinary skill in the art
to be able to carry out and use the invention, and
it is presented in the context of a patent application and its requirements.
Various modifications will be made to the preferred embodiment
for the
Be easily recognized by the person skilled in the art and the generic principles
which are shown here, in other versions
be applied. Thus, it is not intended that the present
Invention to the embodiment shown
restrict,
but it should be consistent with the largest scope of protection, which
with the principles and features described herein.
Um
die Merkmale der vorliegenden Erfindung eher im einzelnen zu beschreiben,
nehmen Sie bitte Bezug auf die 7 bis 15 in
Zusammenhang mit der nachfolgenden Beschreibung.To describe the features of the present invention in more detail, please refer to the 7 to 15 in conjunction with the description below.
Die 7 zeigt
eine Ansicht von oben auf eine vorzuziehende Ausführung der
Trennvorrichtung der vorliegenden Erfindung. Die Trennvorrichtung 700 umfasst
einen Polarisationsstrahlteiler 702 mit einer teilweise
reflektiven Oberfläche 704,
die innerhalb des Polarisationsstrahlteilers 702 beinhaltet ist.
Obwohl der Polarisationsstrahlteiler 702 als ein würfelartiger
Strahlteiler in dieser und anderen Figuren gezeichnet ist, wird
der Durchschnittsfachmann verstehen, dass andere Typen von Polarisationsstrahlteilern
verwendet werden könnten,
ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Entweder reflektiert die Oberfläche 704 ebenenpolarisierte
Lichtstrahlen oder lässt
diese durch, in Abhängigkeit
davon, ob die Richtung der Polarisation parallel zu der Oberfläche 704 ist
oder jeweils innerhalb der Einfallsebene der Strahlen beinhaltet
ist. Die sehr bekannten Bezeichnungen s-Polarisation und p-Polarisation
werden verwendet, um jeweils auf diese zwei Polarisationstypen Bezug
zu nehmen.The 7 shows a top view of a preferred embodiment of the separation device of the present invention. The separator 700 includes a polarization beam splitter 702 with a partially reflective surface 704 within the polarization beam splitter 702 is included. Although the polarization beam splitter 702 As a cube-type beam splitter is shown in this and other figures, one of ordinary skill in the art will appreciate that other types of polarization beam splitters could be used without departing from the scope of the present invention. Either the surface reflects 704 plane polarized light rays or lets them through, depending on whether the direction of polarization is parallel to the surface 704 is or is contained within the plane of incidence of the rays. The well known terms s-polarization and p-polarization are used to refer to these two types of polarization, respectively.
Der
Polarisationsstrahlteiler 702 umfasst ferner ein Paar von
optischen Fasern 706 und 708, welche Seite an
Seite angeordnet sind, derart, dass sie parallel zueinander sind
und zu einer Seite des Strahlteilers 702 hin angeordnet
sind. Die Fasern 706 und 708 umfassen jeweils
eine erste Eingangs- und eine erste Ausgangsfaser. Auf ähnliche
Art und Weise sind die Fasern 710 und 712 ein
zweites Paar von optischen Fasern, welche Seite an Seite angeordnet sind,
derart, dass sie parallel zueinander und zu einer zweiten Seite
des Strahlteilers 702 hin angeordnet sind. Die Fasern 710 und 712 umfassen
jeweils eine zweite Eingangs- und eine zweite Ausgangsfaser. Die
Eingangsfaser 710 muss in einfachen Anwendungen der Trennvorrichtung
nicht vorhanden sein. Die Stirnflächen aller Fasern 706 bis 712 sind
eben poliert, und diese polierten Flächen sind in der Richtung des
Polarisationsstrahlteilers 702 angeordnet.The polarization beam splitter 702 further comprises a pair of optical fibers 706 and 708 which are arranged side by side such that they are parallel to each other and to one side of the beam splitter 702 are arranged. The fibers 706 and 708 each comprise a first input and a first output fiber. In a similar way are the fibers 710 and 712 a second pair of optical fibers disposed side by side such that they are parallel to each other and to a second side of the beam splitter 702 are arranged. The fibers 710 and 712 each comprise a second input and a second output fiber. The input fiber 710 need not be present in simple applications of the separator. The faces of all fibers 706 to 712 are just polished, and these polished surfaces are in the direction of the polarization beam splitter 702 arranged.
Eine
erste Linse 714 und eine zweite Linse 716 sind
jeweils benachbart zu den Endflächen
des Paares von Fasern 706 und 708 und des Paares
von Fasern 710 und 712 angeordnet, derart, dass
jede Linse zwischen ihren benachbart angeordneten Fasern und dem
Polarisationsstrahlteiler 702 liegt, und die Distanz zwischen
jeder Linse und dem benachbarten Paar von Fasern die Brennweite
f der Linse ist. Eine erste doppelbrechende Keilplatte 718 und eine
zweite doppelbrechende Keilplatte 720 sind zwischen dem
Polarisationsstrahlteiler und jeweils den Linsen 714 und 716 angeordnet.
Ebenso sind ein erstes nicht lineares Interferometer 722 und
ein zweites nicht lineares Interferometer 724 benachbart
zu dem Polarisationsstrahlteiler 702 angeordnet, entlang
der Seiten desselben, welche jeweils entgegengesetzt zu dem Paar
von Fasern 706 und 708 und dem Paar von Fasern 710 und 712 sind.
Wie weiter unten in größerem Detail
beschrieben wird, ist jedes der nicht linearen Interferometer 722 und 724 um
einen kleinen Winkel relativ zu den Ebenen senkrecht zu jeweils
der gemeinsamen Achse des Paares von Fasern 706 und 708 und
der gemeinsamen Achse des Paares von Fasern 710 und 712 geneigt.
Die Werte dieser Winkel werden durch die Lichtbahnen durch die Trennvorrichtung 700 bestimmt,
wie weiter unten in größerem Detail
beschrieben wird.A first lens 714 and a second lens 716 are each adjacent to the end surfaces of the pair of fibers 706 and 708 and the pair of fibers 710 and 712 arranged such that each lens between its adjacently disposed fibers and the polarization beam splitter 702 and the distance between each lens and the adjacent pair of fibers is the focal length f of the lens. A first birefringent wedge plate 718 and a second birefringent wedge plate 720 are between the polarization beam splitter and the lenses, respectively 714 and 716 arranged. Likewise, a first non-linear interferometer 722 and a second non-linear interferometer 724 adjacent to the polarization beam splitter 702 disposed along the sides thereof, which are respectively opposite to the pair of fibers 706 and 708 and the pair of fibers 710 and 712 are. As will be described in greater detail below, each of the non-linear interferometers 722 and 724 by a small angle relative to the planes perpendicular to each of the common axis of the pair of fibers 706 and 708 and the common axis of the pair of fibers 710 and 712 inclined. The values of these angles are through the light paths through the separator 700 determined as described in greater detail below.
Das
erste nicht lineare Interferometer 722 und das zweite nicht
lineare Interferometer 724 sind identisch zueinander und
sind zwei Beispiele von einer Erfindung, welche in der oben genannten
parallel anhängigen
amerikanischen Patentanmeldung mit der Nummer 09/247 253 offenbart
sind. Die 8 stellt eine erste vorzuziehende
Ausführung
eines Interferometers dar, welches in dieser Patentanmeldung beschrieben
wird. Das Interferometer 800 umfasst zwei parallele Glasplatten 880A und 880B mit einem
Raum oder einem Hohlraum 810 zwischen diesen. Die Fläche der
Glasplatte 880B auf der Innenseite ist mit einer Schicht
aus einer reflektierten Beschichtung 820 mit einer Reflektivität von vorzugsweise
100 Prozent beschichtet. Die Fläche
der Glasplatte 880A auf der Innenseite ist mit einer Schicht
einer reflektiven Beschichtung 840 mit einer Reflektivität von vorzugsweise
näherungsweise
18 Prozent beschichtet. Eine λ/4
Platte 895 ist innerhalb des Raumes 810 angeordnet,
und eine λ/8
Platte 890 ist benachbart zu der Platte 880A und
außerhalb
des Raumes 810 angeordnet.The first nonlinear interferometer 722 and the second nonlinear interferometer 724 are identical to one another and are two examples of an invention disclosed in the aforementioned co-pending U.S. Patent Application No. 09 / 247,253. The 8th illustrates a first preferred embodiment of an interferometer, which is described in this patent application. The interferometer 800 includes two parallel glass plates 880A and 880B with a room or a cavity 810 between these. The surface of the glass plate 880B on the inside is with a layer of a reflected coating 820 coated with a reflectivity of preferably 100 percent. The surface of the glass plate 880A on the inside is with a layer of a reflective coating 840 coated with a reflectivity of preferably approximately 18 percent. A λ / 4 plate 895 is inside the room 810 arranged, and a λ / 8 plate 890 is adjacent to the plate 880A and outside the room 810 arranged.
Wenn
das Signal 30 in das Interferometer 800 eintritt,
tritt es durch die 18-prozentige
reflektive Beschichtung 840 und eine Waveplate (Phasenplatte) 895 vorzugsweise
mit λ/4
hindurch. Die λ/4
Platte 895 leitet eine 180° Umlaufphasenänderung
(round trip phase change) zwischen einem o-Strahl und einem e-Strahl
des Signals innerhalb des Hohlraums 810 ein, und die externe λ/8 Platte 890 leitet
die Umlaufphasenänderung
von 90° zwischen
dem o-Strahl und dem e-Strahl ein. Die Waveplate 890, vorzugsweise
mit λ/8,
feinabstimmt die Form des Signals 30.If the signal 30 into the interferometer 800 enters, it passes through the 18 percent reflective coating 840 and a waveplate (phase plate) 895 preferably with λ / 4. The λ / 4 plate 895 conducts a 180 ° round phase change between an o ray and an e ray of the signal inside the cavity 810 one, and the external λ / 8 plate 890 initiates the orbital phase change of 90 ° between the o-beam and the e-beam. The Waveplate 890 , preferably with λ / 8, finely tunes the shape of the signal 30 ,
Zurückkehrend
zu der 7 arbeiten beide nicht lineare Interferometer 722 und 724 als
100-prozentige Reflektoren für
einfallende Lichtstrahlen. Zudem weisen beide nicht lineare Interferometer 722 und 724 die
zusätzliche
Eigenschaft auf, dass, wenn der Lichtstrahl, der von diesen reflektiert
wird, ein optisches Signal ist, welches aus einer Vielzahl von Kanälen zusammengesetzt
ist, die mit einem gleichmäßigen Abstand
in der Wellenlänge
angeordnet sind, und wobei das Licht von jedem Kanal ebenenpolarisiert
ist, dann wird das Licht von jedem zweiten Signal mit einer 90° Drehung
seiner Polarisationsebenenrichtung reflektiert, während das
Licht von jedem verbleibenden Kanal mit einer unveränderten
Polarisation reflektiert wird.Returning to the 7 Both work with non-linear interferometers 722 and 724 as 100% reflectors for incident light rays. In addition, both have non-linear interferometers 722 and 724 the additional property that when the light beam reflected therefrom is an optical signal composed of a plurality of channels arranged at a uniform pitch in wavelength, and the light of each channel is plane-polarized is, then the light from each second signal is reflected with a 90 ° rotation of its polarization plane direction, while the light from each remaining channel is reflected with an unchanged polarization.
In
der nachfolgenden Diskussion wird auf die Kanäle, dessen Lichtstrahlen eine
Rotation der Polarisationsebene von 90° erfahren, willkürlich als
die geraden Kanäle
Bezug genommen, und auf die verbleibenden Kanäle wird als die ungeraden Kanäle Bezug
genommen. Die Verwendung einer solchen Terminologie, das heißt „gerade
Kanäle" oder „ungerade
Kanäle" in diesem Dokument
wird nur zur Erleichterung für
den Leser gewählt
und bedeutet keine Beschränkung
der vorliegenden Erfindung auf irgendeine besondere Wellenlängenverteilung
der optischen Kanäle,
auf das Vorsehen von Abständen zwischen
den Wellenlängen
oder auf das Aufzählungsschema.
Eine Anpassung der vorliegenden Erfindung zur Verwendung mit irgendeiner
von zahlreichen Konfigurationen der optischen Kanäle oder Systeme
wird von dem Durchschnittsfachmann verstanden werden und liegt innerhalb
des Schutzumfangs und des Erfindungsgedankens der vorliegenden Erfindung.
Ferner wird von dem Durchschnittsfachmann verstanden werden, dass
das nicht lineare Interferometer, welches diese Erfindung umfasst, ebenso
derart ausgeführt
werden kann, dass es die Polarisationsebenen der Lichtstrahlen der „ungeraden
Kanäle" dreht, anstelle
derjenigen der Lichtstrahlen der „geraden Kanäle", ohne von dem Schutzumfang
und dem Erfindungsgedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Solche Modifikationen werden zum Beispiel leicht dadurch ausgeführt, dass
die Eigenschaften des nicht linearen Interferometers eingestellt
werden, und liegen innerhalb des Schutzumfangs und des Erfindungsgedankens
der vorliegenden Erfindung.In
The following discussion focuses on the channels whose rays of light
Rotation of the polarization plane of 90 ° experienced, arbitrarily as
the straight channels
The remaining channels are referred to as the odd channels
taken. The use of such terminology, that is "straight
Channels "or" odd
Channels "in this document
will only be for relief
chosen the reader
and means no limitation
of the present invention to any particular wavelength distribution
the optical channels,
on the provision of intervals between
the wavelengths
or on the enumeration scheme.
An adaptation of the present invention for use with any
of numerous configurations of optical channels or systems
will be understood by one of ordinary skill in the art and is within
the scope and spirit of the present invention.
Furthermore, it will be understood by one of ordinary skill in the art that
the non-linear interferometer comprising this invention as well
executed in such a way
can be that it is the polarization planes of the light rays of the "odd
Channels "turns, instead
those of the light beams of the "straight channels", without the scope of protection
and to depart from the spirit of the present invention.
Such modifications are easily carried out, for example, by
set the properties of the non-linear interferometer
are within the scope and spirit of the invention
of the present invention.
Die
Arbeitsweise der Trennvorrichtung 700 wird nun zunächst mit
Bezug auf die 9 und die 10 beschrieben,
welche die Wege der Lichtstrahlen beschreiben, die von der ersten
Eingangsfaser 706 eingeleitet werden und jeweils ungerade
und gerade Kanäle
umfassen, durch die Trennvorrichtung 700. Diese Figuren
stellen die Bahnen und Polarisationszustände des Lichtes der Signale
und Subsignale dar, welche die Trennvorrichtung 700 durchqueren. In
beiden, der 9 und der 10,
sowie in der 12 und der 13,
welche folgen, sind die doppelseitigen Pfeile innerhalb der Kreise
parallel zu den Polarisationsrichtungen des ebenenpolarisierten Lichtes,
welches innerhalb der Ebene des Papiers polarisiert wird, und Kreuze
innerhalb der Kreise stellen ebenenpolarisiertes Licht dar, welches
senkrecht zu der Papierebene polarisiert wird. Mit besonderem Bezug
auf die 9 wird Signallicht 902 eines
ungeraden Kanals, welches von der Faser 706 ausgestrahlt
wird, durch die Linse 714 ausgerichtet, und dann durch
den ersten doppelbrechenden Keil 718 in in zwei ebenenpolarisierte
Subsignale aufgeteilt, einen weniger stark abgelenkten Strahl 904 und
einen stärker
abgelenkten Strahl 906. In diesem Beispiel ist die Polarisation
des Strahls 904 in einer Richtung senkrecht zu dem Papier
ausgerichtet, und diejenige des Strahls 906 ist parallel
zu der linken Kante des Papiers ausgerichtet. Die optischen Achsen
des Keils 718 sind derart ausgerichtet, dass die Lichtstrahlen
des Subsignals 904 und des Subsignals 906 jeweils
eine s-Polarisation und p-Polarisation aufweisen, mit Bezug auf
die teilweise reflektive Oberfläche 704.
Der größte Teil
des s-polarisierten Subsignalstrahls 904 wird an der Oberfläche 704 reflektiert,
so dass der reflektierte Strahl 904A erzeugt wird. Auf ähnliche
Art und Weise wird der größte Teil
des p-polarisierten Subsignalstrahls 906 durch die Oberfläche 704 hindurchgeleitet,
so dass der durchgeleitete Strahl 906A erzeugt wird. Wenn
die Polarisationsteilung des Polarisationsstrahlteilers 702 perfekt
wäre, dann
würde das
Subsignal 904A 100 Prozent der Intensität des Subsignals 904 umfassen,
und das Subsignal 906A würde 100 Prozent der Intensität des Subsignals 906 umfassen.
Weil der Polarisationsstrahlteiler 702 in der Regel jedoch
nicht perfekt sein wird, gibt es einen kleinen Bereich, Subsignal 904B, des
Subsignals 904, welcher durch die Oberfläche 704 durchgeleitet
wird, und einen weiteren kleinen Bereich, Subsignal 906B,
des Subsignals 906, welcher an der Oberfläche 704 reflektiert
wird. Somit existieren zwei durchgeleitete Subsignale, 904B und 906A,
und zwei reflektierte Subsignale 904A und 906B.The operation of the separator 700 will be first with reference to the 9 and the 10 describing the paths of the light beams from the first input fiber 706 and each comprise odd and even channels through the separator 700 , These figures represent the trajectories and polarization states of the light of the signals and sub-signals representing the separator 700 traverse. In both, the 9 and the 10 , as well as in the 12 and the 13 which follow, the double-sided arrows within the circles are parallel to the polarization directions of the plane-polarized light which is polarized within the plane of the paper, and crosses within the circles represent plane-polarized light which is polarized perpendicular to the paper plane. With special reference to the 9 becomes signal light 902 an odd channel, which is from the fiber 706 is broadcast through the lens 714 aligned, and then through the first birefringent wedge 718 divided into two plane-polarized sub-signals, a less-deflected beam 904 and a more deflected beam 906 , In this example, the polarization of the beam 904 oriented in a direction perpendicular to the paper, and that of the beam 906 is aligned parallel to the left edge of the paper. The optical axes of the wedge 718 are aligned such that the light beams of the sub-signal 904 and the sub signal 906 each having an s-polarization and p-polarization with respect to the partially reflective surface 704 , Most of the s-polarized sub-signal beam 904 gets on the surface 704 reflected, so that the reflected beam 904A is produced. Similarly, most of the p-polarized sub-signal beam becomes 906 through the surface 704 passed through, so that the transmitted beam 906A is produced. If the polarization division of the polarization beam splitter 702 would be perfect, then the sub signal 904A 100 percent of the intensity of the subsignal 904 include, and the sub signal 906A would be 100 percent of the intensity of the sub signal 906 include. Because the polarization beam splitter 702 usually, however, will not be perfect, there is a small area, sub signal 904B , the sub signal 904 passing through the surface 704 is passed through, and another small one Area, sub signal 906B , the sub signal 906 , which at the surface 704 is reflected. Thus, there are two transmitted subsignals, 904B and 906A , and two reflected sub-signals 904A and 906B ,
Wie
in der 9 gezeigt ist, bewegen sich die zwei durchgeleiteten
Subsignale 904B und 906A durch den Polarisationsstrahlteiler 702 zu
dem ersten nicht linearen Interferometer 722. Die zwei
reflektierten Subsignale 904A und 906B bewegen
sich durch den Polarisationsstrahlteiler 702 zu dem zweiten nicht
linearen Interferometer 724. Lichtstrahlen der Subsignale 906A und 904A,
welche jeweils den Großteil
der durchgeleiteten Intensität
und der reflektierten Intensität
umfassen, weisen die gewünschten jeweiligen
p- und s-Polarisationen auf, welche geeignet für die Arbeitsweise eines perfekten
Polarisationsstrahlteiler sind. Umgekehrt weisen die Lichtstrahlen
schwächerer
Intensität
der Subsignale 904B und 906B jeweils ungewünschte s-
und p-Polarisationen auf, welche aus der nicht perfekten Eigenschaft des
Strahlteilers 702 stammen.Like in the 9 is shown, the two transmitted subsignals move 904B and 906A through the polarization beam splitter 702 to the first non-linear interferometer 722 , The two reflected subsignals 904A and 906B move through the polarization beam splitter 702 to the second nonlinear interferometer 724 , Light rays of the sub-signals 906A and 904A , each comprising the majority of the transmitted intensity and the reflected intensity, have the desired respective p and s polarizations, which are suitable for the operation of a perfect polarization beam splitter. Conversely, the light rays of weaker intensity of the sub signals 904B and 906B each unwanted s and p polarizations, which from the imperfect property of the beam splitter 702 come.
Beide
nicht lineare Interferometer 722 und 724 reflektieren
100 Prozent des Signallichtes, welches in sie eintritt. Nach dem
Zusammenwirken mit dem einen oder dem anderen der nicht linearen
Interferometer schreitet daher jedes der Subsignale 904A, 904B, 906A und 906B entlang
seines Rückkehr-
oder Umkehrweges. Das erste nicht lineare Interferometer 722 und
das zweite nicht lineare Interferometer 724 sind derart
ausgerichtet, dass ihre reflektiven Oberflächen jeweils senkrecht zu den
Subsignalen 906A und 904A sind. Daher werden die Subsignale 906A und 904A beide
um 180° zurückreflektiert,
so dass ihre Rückkehrbahnen
ihre jeweiligen Vorwärtsbahnen
zurückverfolgen.
Weil diese Subsignale 906A und 904A aus einer
Wellenlänge
eines ungeraden Kanals bestehen, gibt es keine Drehung der Polarisationsebene
der Lichtstrahlen von einem der beiden bei der Reflektion an seinem
jeweiligen Interferometer 722 oder 724. Somit
behalten die Lichtstrahlen der Subsignale 906A und 904A nach
der Reflektion ihre jeweilige Eigenschaft der p- und s-Polarisation.
Weil die Lichtstrahlen des Rückkehrbereichs
des Subsignals 906A mit Bezug auf den Polarisationsstrahlteiler 702 p-polarisiert
sind, wird ein neues Subsignal 906C, welches aus p-polarisiertem Licht
zusammengesetzt ist und einen großen Teil der Intensität des Subsignals 906A umfasst,
durch die reflektive Oberfläche 704 durchgeleitet.
Auf ähnliche Art
und Weise wird, weil die Lichtstrahlen des Rückkehrbereichs des Subsignals 904A mit
Bezug auf den Polarisationsstrahlteiler 702 s-polarisiert
sind, ein neues Subsignal 904C, welches aus s-polarisiertem
Licht zusammengesetzt ist und einen großen Teil der Intensität des Subsignals 904A umfasst,
an der Oberfläche 704 reflektiert.Both non-linear interferometers 722 and 724 reflect 100 percent of the signal light entering it. Therefore, after interacting with one or the other of the non-linear interferometers, each of the sub-signals proceeds 904A . 904B . 906A and 906B along his return or reversal path. The first nonlinear interferometer 722 and the second nonlinear interferometer 724 are aligned such that their reflective surfaces are each perpendicular to the subsignals 906A and 904A are. Therefore, the subsignals become 906A and 904A both reflected back 180 ° so that their return paths trace their respective forward paths. Because these subsignals 906A and 904A are of one wavelength of an odd channel, there is no rotation of the plane of polarization of the light beams of either one in the reflection at its respective interferometer 722 or 724 , Thus, the light beams keep the sub-signals 906A and 904A after reflection their respective property of the p and s polarization. Because the light rays of the return region of the sub signal 906A with respect to the polarization beam splitter 702 p-polarized, becomes a new sub-signal 906C , which is composed of p-polarized light and a large part of the intensity of the sub-signal 906A encompasses, through the reflective surface 704 passed through. In a similar manner, because the light beams of the return portion of the sub signal 904A with respect to the polarization beam splitter 702 s-polarized, a new sub signal 904C , which is composed of s-polarized light and a large part of the intensity of the sub-signal 904A includes, on the surface 704 reflected.
Beide
Subsignale 904C und 906C verfolgen, in umgekehrter
Richtung, jeweils die ursprünglichen Wege
der Subsignale 904 und 906 zurück und werden somit in Richtung
des ersten doppelbrechenden Keils 718 und durch diesen
hindurch gelenkt. Nach dem Durchtreten durch den ersten doppelbrechenden
Keil 718 verfolgen die Subsignale 904C und 906C dieselbe
Bahn zurück
wie jeweils die Subsignale 904 und 906, aber in
der umgekehrten Richtung. Ferner weisen die Subsignale 904C und 906C die
jeweils selben Richtungen der Polarisationsebene wie die Subsignale 904 und 906 auf.
Somit werden die beiden Subsignale 904C und 906C beim
Durchtreten durch den doppelbrechenden Keil 718 wieder
vereint, so dass sie das Ausgangssignal (Output-Signal) 908 erzeugen.
Das Signal 908 verfolgt die ursprüngliche Bahn des eintretenden
oder sich vorwärts
ausbreitenden Bereichs des Signals 902 zurück und wird somit
durch die Linse 714 durchgeleitet und von dieser fokussiert.
Die Ausgangsfaser 708 ist derart ausgerichtet, dass das
fokussierte Signal 908 durch die Ausgangsfaser 708 eingefangen
wird. Auf diesem Weg wird der größte Teil
der Intensität
des Signals mit ungeradem Kanal, welcher aus der Eingangsfaser 706 ausstrahlt,
durch die Ausgangsfaser 708 aufgefangen.Both subsignals 904C and 906C pursue, in the opposite direction, respectively, the original paths of the sub-signals 904 and 906 back and thus become the first birefringent wedge 718 and steered through it. After passing through the first birefringent wedge 718 follow the subsignals 904C and 906C the same path back as each of the sub-signals 904 and 906 but in the opposite direction. Furthermore, the subsignals 904C and 906C the same directions of the polarization plane as the sub-signals 904 and 906 on. Thus, the two subsignals become 904C and 906C passing through the birefringent wedge 718 reunited so that they receive the output signal (output signal) 908 produce. The signal 908 tracks the original trajectory of the incoming or propagating portion of the signal 902 back and is thus through the lens 714 passed through and focused by this. The output fiber 708 is aligned so that the focused signal 908 through the output fiber 708 is captured. In this way, most of the intensity of the odd channel signal coming from the input fiber 706 radiates through the output fiber 708 collected.
Die
Subsignale 904B und 906B umfassen einen kleinen
Bereich der Signallichtintensität.
Weil die Subsignale 904B und 906B sich mit kleinen
Ablenkungswinkeln jeweils relativ zu den Subsignalen 906A und 904A ausbreiten,
und weil die reflektiven Oberflächen
der nicht linearen Interferometer 722 und 724 jeweils
senkrecht zu den Strahlenbahnen von 906A und 904A sind,
verfolgen die Rückkehrbereiche
der Subsignale 904B und 906B nicht ihre ursprünglichen
Bahnen durch den Polarisationsstrahlteiler 702 zurück. Die Änderung
des Weges bei dem Rückkehrbereich
gegenüber
dem ursprünglichen
Bereich von jedem der Subsignale 904B und 906B ist
derart, dass keines dieser Subsignale durch irgendeine der Ausgangsfasern 708 oder 712 aufgefangen
wird, ungeachtet von jeglicher Übertragung durch
die oder Reflektion an der Ebene 704. Beide Subsignale 904B und 906B gehen
somit aus dem System verloren.The subsignals 904B and 906B include a small range of signal light intensity. Because the subsignals 904B and 906B themselves with small deflection angles respectively relative to the subsignals 906A and 904A spread, and because the reflective surfaces of the non-linear interferometer 722 and 724 each perpendicular to the beam paths of 906A and 904A are the return areas of the subsignals 904B and 906B not their original orbits through the polarization beam splitter 702 back. The change of the path at the return area from the original area of each of the sub signals 904B and 906B is such that none of these sub-signals pass through any of the output fibers 708 or 712 regardless of any transmission through or reflection at the plane 704 , Both subsignals 904B and 906B are thus lost from the system.
Weil
der Polarisationsstrahlteiler 702 nicht perfekt ist, wird
ferner ein kleiner Bereich, das Subsignal 906D, des p-polarisierten
Rückkehrbereichs
des Subsignals 906A an der Oberfläche 704 reflektiert, und
ein kleiner Bereich, das Subsignal 904D, des s-polarisierten
Rückkehrbereichs
des Subsignals 904A wird durch die Oberfläche 704 durchgeleitet. Beide,
das Subsignal 906D, welches aus p-polarisiertem Licht zusammengesetzt
ist, und das Subsignal 904D, welches aus s-polarisiertem
Licht zusammengesetzt ist, bewegen sich in Richtung der zweiten doppelbrechenden
Keilplatte 720 und durch diese hindurch. Die zweite doppelbrechende
Platte 720 ist derart ausgerichtet, dass die p-polarisierten
und s-polarisierten
Strahlen sich jeweils als weniger stark abgelenkte und stärker abgelenkte
Strahlen durch diese ausbreiten. Somit schreiten die Subsignale 906D und 904D jeweils
durch die zweite doppelbrechende Keilplatte 720 als ein
weniger stark abgelenkter Strahl und als ein stärker abgelenkter Strahl. Wie in
der 9 dargestellt ist, liegen diese Strahlwege derart,
dass weder das Subsignal 906D noch das Subsignal 904D in
die Faser 712 eintritt. Auf diese Art und Weise, sowie
durch die Elimination der Subsignale 904B und 906B,
werden Signale ungerader Kanäle,
welche von der Eingangsfaser 706 ausgestrahlt werden, vollständig daran
gehindert, in die Ausgangsfaser 712 einzutreten.Because the polarization beam splitter 702 is not perfect, is also a small area, the sub signal 906D , the p-polarized return range of the sub-signal 906A on the surface 704 reflected, and a small area, the sub signal 904D , the s-polarized return range of the sub-signal 904A gets through the surface 704 passed through. Both, the sub signal 906D , which is composed of p-polarized light, and the sub-signal 904D , which is composed of s-polarized light, move in the direction of the second birefringent wedge plate 720 and through them. The second birefringent plate 720 is oriented so that the p-polarized and s-polarized beams propagate through each other as less deflected and deflected beams. Thus, the subsignals progress 906D and 904D each through the second birefringent wedge plate 720 as a less deflected beam and as a more deflected beam. Like in the 9 is shown, these beam paths are such that neither the sub-signal 906D still the sub signal 904D in the fiber 712 entry. In this way, as well as by the elimination of the sub-signals 904B and 906B , are signals of odd channels coming from the input fiber 706 be emitted, completely prevented from entering the output fiber 712 enter.
Die
Arbeitsweise der Trennvorrichtung 700 wird nun mit Bezug
auf die 10 für gerade Kanäle, welche
von der ersten Eingangsfaser 706 eingeleitet werden, diskutiert.
Signallicht 1002 eines geraden Kanals, welches von der
Faser 706 ausgestrahlt wird, wird durch die Linse 714 ausgerichtet
und dann in zwei linear polarisierte Subsignale, einen weniger stark
abgelenkten Strahl 1004 und einen stärker abgelenkten Strahl 1006,
durch den ersten doppelbrechenden Keil 718 geteilt. Die
optischen Achsen des Keils 718 sind derart ausgerichtet,
dass das Licht des Subsignals 1004 und des Subsignals 1006 jeweils eine
s-Polarisation und eine p-Polarisation aufweist, mit Bezug auf die
teilweise reflektive Oberfläche 704. In
diesem Beispiel ist die Polarisation des Strahls 1004 in
einer Richtung senkrecht zu der Ebene des Papiers ausgerichtet,
und die des Strahls 1006 ist parallel zu der linken Kante
des Papiers ausgerichtet. Der größte Teil
des s-polarisierten
Subsignalstrahls 1004 wird an der Oberfläche 704 reflektiert,
so dass der reflektierte Strahl 1004A erzeugt wird. Auf ähnliche
Art und Weise wird der größte Teil
des p-polarisierten Subsignalstrahls 1006 durch die Oberfläche 704 hindurchgeleitet,
so dass der durchgeleitete Strahl 1006A erzeugt wird. Wie
oben diskutiert worden ist, gibt es ebenso einen kleinen Bereich,
das Subsignal 1004B, des Subsignals 1004, welcher durch
die Oberfläche 704 hindurchgeleitet
wird, und einen weiteren kleinen Bereich, das Subsignal 1006B,
des Subsignals 1006, welcher an der Oberfläche 704 reflektiert
wird. Somit existieren zwei durchgeleitete Subsignale, 1004B und 1006A,
und zwei reflektierte Subsignale 1004A und 1006B.The operation of the separator 700 will now be related to the 10 for straight channels coming from the first input fiber 706 be initiated, discussed. signal light 1002 a straight channel, which from the fiber 706 is broadcast through the lens 714 aligned and then into two linearly polarized subsignals, a less deflected beam 1004 and a more deflected beam 1006 , through the first birefringent wedge 718 divided. The optical axes of the wedge 718 are aligned so that the light of the sub signal 1004 and the sub signal 1006 each having an s-polarization and a p-polarization with respect to the partially reflective surface 704 , In this example, the polarization of the beam 1004 oriented in a direction perpendicular to the plane of the paper, and that of the beam 1006 is aligned parallel to the left edge of the paper. Most of the s-polarized sub-signal beam 1004 gets on the surface 704 reflected, so that the reflected beam 1004A is produced. Similarly, most of the p-polarized sub-signal beam becomes 1006 through the surface 704 passed through, so that the transmitted beam 1006A is produced. As discussed above, there is also a small area, the sub signal 1004B , the sub signal 1004 passing through the surface 704 is passed through, and another small area, the sub signal 1006B , the sub signal 1006 , which at the surface 704 is reflected. Thus, there are two transmitted subsignals, 1004B and 1006A , and two reflected sub-signals 1004A and 1006B ,
Wie
in der 10 gezeigt ist, bewegen sich die
zwei durchgeleiteten Subsignale 1004B und 1006A durch
den Polarisationsstrahlteiler 702 zu dem ersten nicht linearen
Interferometer 722. Die beiden reflektierten Subsignale 1004A und 1006B bewegen
sich durch den Polarisationsstrahlteiler 702 zu dem zweiten
nicht linearen Interferometer 724. Die Lichtstrahlen der
Subsignale 1006A und 1004A, welche jeweils den
Großteil
der durchgeleiteten Intensität
und der reflektierten Intensität
umfassen, weisen die gewünschte
jeweiligen p- und s-Polarisationen auf, welche für die Arbeitsweise eines perfekten
Polarisationsstrahlteilers geeignet sind. Umgekehrt weisen die Lichtstrahlen
der Subsignale 1004B und 1006B mit den schwächeren Intensitäten jeweils
die unerwünschten
s- und p-Polarisationen auf, welche aus der nicht perfekten Eigenschaft
des Strahlteilers 702 herrühren.Like in the 10 is shown, the two transmitted subsignals move 1004B and 1006A through the polarization beam splitter 702 to the first non-linear interferometer 722 , The two reflected subsignals 1004A and 1006B move through the polarization beam splitter 702 to the second nonlinear interferometer 724 , The light rays of the subsignals 1006A and 1004A , each comprising the majority of the transmitted intensity and the reflected intensity, have the desired respective p and s polarizations, which are suitable for the operation of a perfect polarization beam splitter. Conversely, the light rays of the sub signals 1004B and 1006B with the weaker intensities, respectively, the unwanted s and p polarizations resulting from the non-perfect property of the beam splitter 702 originate.
Beide
nicht lineare Interferometer 722 und 724 reflektieren
100 Prozent des Signallichtes, welches in sie eintritt. Nach dem
Zusammenwirken mit dem einen oder dem anderen der nicht linearen
Interferometer breitet sich daher jedes der Subsignale 1004A, 1004B, 1006A und 1006B entlang
seines Rückkehr-
oder Umkehrweges aus. Das erste nicht lineare Interferometer 722 und
das zweite nicht lineare Interferometer 724 sind derart
ausgerichtet, dass ihre jeweiligen reflektiven Oberflächen jeweils
senkrecht zu den Subsignalen 1006A und 1004A sind.
Daher werden die Subsignale 1006A und 1004A beide
180° zurückreflektiert,
so dass ihre Rückkehrbahnen
ihre jeweiligen Vorwärtsbahnen
zurückverfolgen.
Weil diese Subsignale 1006A und 1004A aus einer
Wellenlänge
gerader Kanäle
bestehen, unterliegt jedes einer 90° Drehung der Polarisationsebene
bei der Reflektion an seinem jeweiligen Interferometer 722 oder 724.
Somit weist das Licht der Subsignale 1006A und 1004A nach
der Reflektion jeweils eine s- und p-Polarisationseigenschaft auf. Weil das
Licht des Rückkehrbereichs
des Subsignals 1006A mit Bezug auf den Polarisationsstrahlteiler 702 s-polarisiert ist,
wird ein neues Subsignal 1006D, welches aus s-polarisiertem
Licht zusammengesetzt ist und einen großen Teil der Intensität des Subsignals 1006A aufweist,
an der Oberfläche 704 reflektiert.
Auf ähnliche Art
und Weise, weil das Licht des Rückkehrbereichs des
Subsignals 1004A mit Bezug auf den Polarisationsstrahlteiler 702 p-polarisiert
ist, wird ein neues Subsignal 1004D, welches aus p-polarisiertem
Licht zusammengesetzt ist und einen großen Teil der Intensität des Subsignals 1004A umfasst,
durch die Oberfläche 704 durchgeleitet.
Beide Subsignale 1004D und 1006D werden somit
zu der zweiten doppelbrechenden Keilplatte 720 und durch
diese hindurchgeleitet. Die zweite doppelbrechende Platte 720 ist
derart orientiert, dass sich die p-polarisierten und s-polarisierten
Strahlen durch diese jeweils als weniger stark abgelenkte und stärker abgelenkte Strahlen
fortpflanzen. Die Strahlbahnen der Subsignale 1004D und 1006D sind
derart, dass diese zwei Subsignale wieder so kombiniert werden,
dass sie das Ausgangssignal 1008 erzeugen. Das Signal 1008 wird
durch die Linse 716 durchgeleitet und von dieser fokussiert.
Die Ausgangsfaser 712 ist derart ausgerichtet, dass das
fokussierte Signal 1008 durch die Ausgangsfaser 712 eingefangen
wird. Auf diesem Weg wird der größte Teil
der Intensität
der Signale gerader Kanäle,
welche von der Eingangsfaser 706 ausstrahlen, durch die
Ausgangsfaser 712 aufgefangen.Both non-linear interferometers 722 and 724 reflect 100 percent of the signal light entering it. After interacting with one or the other of the non-linear interferometers, therefore, each of the sub-signals propagates 1004A . 1004B . 1006A and 1006B along its return or reversal route. The first nonlinear interferometer 722 and the second nonlinear interferometer 724 are aligned such that their respective reflective surfaces are each perpendicular to the subsignals 1006A and 1004A are. Therefore, the subsignals become 1006A and 1004A both reflect back 180 ° so that their return paths trace their respective forward paths. Because these subsignals 1006A and 1004A consist of a wavelength of straight channels, each undergoes a 90 ° rotation of the polarization plane in the reflection at its respective interferometer 722 or 724 , Thus, the light of the sub signals 1006A and 1004A after reflection, an s and p polarization property, respectively. Because the light of the return range of the sub signal 1006A with respect to the polarization beam splitter 702 s-polarized, becomes a new sub signal 1006d , which is composed of s-polarized light and a large part of the intensity of the sub-signal 1006A has, on the surface 704 reflected. In a similar way, because the light of the return range of the sub signal 1004A with respect to the polarization beam splitter 702 p-polarized, becomes a new sub-signal 1004D , which is composed of p-polarized light and a large part of the intensity of the sub-signal 1004A includes, through the surface 704 passed through. Both subsignals 1004D and 1006d thus become the second birefringent wedge plate 720 and passed through them. The second birefringent plate 720 is oriented in such a way that the p-polarized and s-polarized rays propagate through them in each case as less deflected and more deflected rays. The beam paths of the subsignals 1004D and 1006d are such that these two sub-signals are again combined to produce the output signal 1008 produce. The signal 1008 is through the lens 716 passed through and focused by this. The output fiber 712 is aligned so that the focused signal 1008 through the output fiber 712 is captured. In this way, most of the intensity of the signals of straight channels, that of the input fiber 706 radiate through the output fiber 712 on captured.
Die
Subsignale 1004B und 1006B umfassen einen kleinen
Bereich der Signallichtintensität.
Weil die Subsignale 1004B und 1006B sich jeweils
mit kleinen Ablenkungswinkeln relativ zu den Subsignalen 1006A und 1004A fortpflanzen,
und weil die reflektiven Oberflächen
der nicht linearen Interferometer 722 und 724 jeweils
senkrecht zu den Strahlbahnen von 1006A und 1004A sind,
verfolgen die Rückkehrbereiche
der Subsignale 1004B und 1006B nicht ihre ursprünglichen
Wege durch den Polarisationsstrahlteiler 702 zurück. Die Änderung
in dem Weg des Rückkehrbereichs
gegenüber
dem ursprünglichen
Bereich von jedem der Subsignale 1004B und 1006B ist
derart, dass keines dieser Subsignale durch entweder die Ausgangsfaser 708 oder 712 aufgefangen
wird, ungeachtet von jeglicher Durchleitung durch oder Reflektion
an der Ebene 704. Beide Subsignale 1004B und 1006B gehen
somit aus dem System heraus verloren. Ferner wird, weil der Polarisationsstrahlteiler 702 nicht
perfekt ist, ein kleiner Bereich, das Subsignal 1006C,
des s-polarisierten Rückkehrbereichs
des Subsignals 1006A durch die Oberfläche 704 durchgeleitet,
und ein kleiner Bereich, das Subsignal 1004C, des p-polarisierten Rückkehrbereichs
des Subsignals 1004A wird an der Oberfläche 704 reflektiert.
Beide, das Subsignal 1006C, welches aus s-polarisiertem Licht
zusammengesetzt ist, und das Subsignal 1004C, welches aus
p-polarisiertem Licht zusammengesetzt ist, bewegen sich in Richtung
der ersten doppelbrechenden Keilplatte 718 und durch diese
hindurch. Die Ausrichtung der Keilplatte 718 ist derart,
dass sich die p-polarisierten und s-polarisierten durch diese jeweils
als stärker
abgelenkte und weniger stark abgelenkte Strahlen fortpflanzen. Somit
pflanzen sich die Subsignale 1004C und 1006C durch
die erste doppelbrechende Keilplatte 718 jeweils als ein
stärker
abgelenkter Strahl und als ein weniger stark abgelenkter Strahl
fort. Wie in der 10 dargestellt ist, liegen die Strahlwege
derart, dass weder das Subsignal 1004C noch das Subsignal 1006C in
die Faser 708 hinein eintritt. Auf diese Art und Weise,
sowie durch die Elimination des Subsignals 1004B und 1006B,
werden Signale gerader Kanäle,
welche von der Eingangsfaser 706 ausstrahlen, vollständig daran
gehindert, in die Ausgangsfaser 708 hinein einzutreten.The subsignals 1004B and 1006B include a small range of signal light intensity. Because the subsignals 1004B and 1006B each with small deflection angles relative to the subsignals 1006A and 1004A propagate, and because the reflective surfaces of non-linear interferometers 722 and 724 each perpendicular to the beam paths of 1006A and 1004A are the return areas of the subsignals 1004B and 1006B not their original paths through the polarization beam splitter 702 back. The change in the path of the return area from the original area of each of the subsignals 1004B and 1006B is such that none of these sub-signals pass through either the output fiber 708 or 712 regardless of any passage through or reflection at the plane 704 , Both subsignals 1004B and 1006B are thus lost out of the system. Further, because of the polarization beam splitter 702 not perfect, a small area, the sub signal 1006C , the s-polarized return range of the sub-signal 1006A through the surface 704 passed through, and a small area, the sub signal 1004C , the p-polarized return range of the sub-signal 1004A gets on the surface 704 reflected. Both, the sub signal 1006C which is composed of s-polarized light and the sub-signal 1004C , which is composed of p-polarized light, move in the direction of the first birefringent wedge plate 718 and through them. The orientation of the wedge plate 718 is such that the p-polarized and s-polarized propagate through them each as more deflected and less deflected rays. Thus, the subsignals plant 1004C and 1006C through the first birefringent wedge plate 718 each as a more deflected beam and as a less deflected beam. Like in the 10 is shown, the beam paths are such that neither the sub-signal 1004C still the sub signal 1006C in the fiber 708 enters. In this way, as well as by the elimination of the sub signal 1004B and 1006B , are signals of even channels coming from the input fiber 706 radiate, completely prevented from entering the output fiber 708 to enter.
Die 11 ist
ein Flussdiagramm, welches eine vorzuziehende Ausführung eines
Verfahrens zum Trennen eines optischen Signals in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung darstellt. Zunächst wird das optische Signal
in eine Vielzahl von ebenenpolarisierten Subsignalen geteilt, im
Schritt 1110. Danach wird die Vielzahl der ebenenpolarisierten
Subsignale basierend auf ihren jeweiligen Polaritäten gerichtet,
im Schritt 1120. Dann werden sie reflektiert, im Schritt 1130.
Die reflektierten Subsignale werden dann kombiniert, im Schritt 1140.The 11 FIG. 11 is a flow chart illustrating a preferred embodiment of a method of separating an optical signal in accordance with the present invention. First, the optical signal is divided into a plurality of plane-polarized subsignals, in step 1110 , Thereafter, the plurality of plane-polarized subsignals are directed based on their respective polarities, in step 1120 , Then they are reflected, in step 1130 , The reflected sub-signals are then combined, in step 1140 ,
Die
Arbeitsweise der Trennvorrichtung 700, welche das Verfahren
verwendet, dass in der 11 beschrieben wird, wird nun
mit Bezug auf die 12 und 13 beschrieben,
welche die Wege der Lichtstrahlen beschreiben, die von der zweiten
Eingangsfaser 710 eingeleitet werden und jeweils ungerade und
gerade Kanäle
aufweisen, durch die Trennvorrichtung 700. Mit besonderem
Bezug auf die 12 wird Signallicht 1212 eines
ungeraden Kanals, welches von der Faser 710 ausstrahlt,
durch die Linse 716 ausgerichtet/parallel gerichtet und
dann in zwei ebenenpolarisierte Subsignale, einen weniger stark abgelenkten
Strahl 1024 und einen stärker abgelenkten Strahl 1026,
durch den zweiten doppelbrechenden Keil 720 geteilt, im
Schritt 1110. Die optischen Achsen des Keils 720 sind
derart ausgerichtet, dass die Lichtstrahlen des Subsignals 1204 und
des Subsignals 1206 jeweils eine p-Polarisation und eine s-Polarisation
mit Bezug auf die teilweise reflektive Oberfläche 704 aufweisen.
In diesem Beispiel ist die Polarisation des Strahls 1204 parallel
zu der unteren Kante des Papiers ausgerichtet, und die des Strahls 1206 ist
senkrecht zu der Ebene des Papiers ausgerichtet. Der größte Teil
des p-polarisierten Subsignalstrahls 1204 wird durch die
Oberfläche 704 durchgeleitet,
so dass der durchgeleitete Strahl 1204A erzeugt wird. Auf ähnliche
Art und Weise wird der größte Teil
des s-polarisierten Subsignalstrahls 1206 an der Oberfläche 704 reflektiert,
so dass der reflektierte Strahl 1206A erzeugt wird. Wenn
die Polarisationsteilung des Polarisationsstrahlteilers 702 perfekt
wäre, dann
würde das
Subsignal 1204A 100 Prozent der Intensität des Subsignals 1204 umfassen,
und das Subsignal 1206A würde 100 Prozent der Intensität des Subsignals 1206 umfassen.
Weil jedoch der Polarisationsstrahlteiler 702 im allgemeinen
nicht perfekt sein wird, gibt es einen kleinen Bereich, das Subsignal 1204B,
des Subsignals 1204, welcher an der Oberfläche 704 reflektiert
wird, und einen weiteren kleinen Bereich, das Subsignal 1206B,
des Subsignals 1206, welches durch die Oberfläche 704 durchgeleitet
wird. Somit existieren zwei durchgeleitete Subsignale, 1204A und 1206B,
und zwei reflektierte Subsignale, 1204B und 1206A,
im Schritt 1120.The operation of the separator 700 which uses the method that in the 11 will now be described with reference to the 12 and 13 describing the paths of the light beams coming from the second input fiber 710 are initiated and each have odd and even channels through the separator 700 , With special reference to the 12 becomes signal light 1212 an odd channel, which is from the fiber 710 radiates through the lens 716 aligned / collimated and then into two plane-polarized subsignals, a less deflected beam 1024 and a more deflected beam 1026 through the second birefringent wedge 720 divided, in step 1110 , The optical axes of the wedge 720 are aligned such that the light beams of the sub-signal 1204 and the sub signal 1206 each a p-polarization and an s-polarization with respect to the partially reflective surface 704 exhibit. In this example, the polarization of the beam 1204 Aligned parallel to the lower edge of the paper, and that of the beam 1206 is aligned perpendicular to the plane of the paper. Most of the p-polarized sub-signal beam 1204 gets through the surface 704 passed through, so that the transmitted beam 1204A is produced. Similarly, most of the s-polarized sub-signal beam becomes 1206 on the surface 704 reflected, so that the reflected beam 1206A is produced. If the polarization division of the polarization beam splitter 702 would be perfect, then the sub signal 1204A 100 percent of the intensity of the subsignal 1204 include, and the sub signal 1206A would be 100 percent of the intensity of the sub signal 1206 include. Because, however, the polarization beam splitter 702 In general, it will not be perfect, there is a small area, the sub signal 1204B , the sub signal 1204 , which at the surface 704 is reflected, and another small area, the sub signal 1206B , the sub signal 1206 passing through the surface 704 is passed through. Thus, there are two transmitted subsignals, 1204A and 1206B , and two reflected sub-signals, 1204B and 1206A , in step 1120 ,
Wie
in der 12 gezeigt ist, bewegen sich die
zwei durchgeleiteten Subsignale 1204A und 1206B durch
den Polarisationsstrahlteiler 702 zu dem zweiten nicht
linearen Interferometer 724. Die zwei reflektierten Subsignale, 1204B und 1206A, werden
an dem Polarisationsstrahlteiler 702 zu dem ersten nicht
linearen Interferometer 722 reflektiert. Die Lichtstrahlen
der Subsignale 1204A und 1206A, welche den Großteil von
jeweils der durchgeleiteten Intensität und reflektierten Intensität umfassen,
weisen die gewünschten
jeweiligen p- und s-Polarisationen auf, welche für die Arbeitsweise eines perfekten Polarisationsstrahlteilers
geeignet sind. Umgekehrt weisen die Lichtstrahlen der Subsignale 1206B und 1204B der schwächeren Intensität jeweils
unerwünschte
s- und p-Polarisationen auf, welche aus der nicht perfekten Eigenschaft
des Strahlteilers 702 herrühren.Like in the 12 is shown, the two transmitted subsignals move 1204A and 1206B through the polarization beam splitter 702 to the second nonlinear interferometer 724 , The two reflected subsignals, 1204B and 1206A , are at the polarization beam splitter 702 to the first non-linear interferometer 722 reflected. The light rays of the subsignals 1204A and 1206A , which comprise the majority of each of the transmitted intensity and reflected intensity, have the desired respective p and s polarizations, which are suitable for the operation of a perfect polarization beam splitter. Conversely, the light rays of the sub signals 1206B and 1204B the weaker intensity respectively uner Wanted s and p polarizations resulting from the imperfect property of the beam splitter 702 originate.
Beide
nicht linearen Interferometer 722 und 724 reflektieren
100 Prozent des Signallichtes, welches in sie eintritt, im Schritt 1130.
Nach dem Zusammenwirken mit einem oder dem anderen der nicht linearen
Interferometer pflanzt sich jedes der Subsignale 1204A, 1204B, 1206A und 1206B daher
entlang seines Rückkehr- oder Umkehrweges
fort. Das erste nicht lineare Interferometer 722 und das
zweite nicht lineare Interferometer 724 sind derart ausgerichtet, dass
ihre reflektiven Oberflächen
jeweils senkrecht zu den Subsignalen 1206A und 1204A sind.
Daher werden die Subsignale 1206A und 1204A beide
180° zurückreflektiert,
so dass ihre Rückkehrbahnen
ihre jeweiligen Vorwärtsbahnen
zurückverfolgen.
Weil diese Subsignale 1206A und 1204A aus der
Wellenlänge
eines ungeraden Kanals bestehen, gibt es keine Rotation der Polarisationsebene
der Lichtstrahlen von keinem der beiden bei der Reflektion an seinem jeweiligen
Interferometer 722 oder 724. Somit behalten die
Lichtstrahlen der Subsignale 1206A und 1204A nach
der Reflektion jeweils ihre s- und p-Polarisationseigenschaft. Weil
die Lichtstrahlen des Rückkehrbereichs
des Subsignals 1206A mit Bezug auf den Polarisationsstrahlteiler 702 s-polarisiert sind,
wird ein neues Subsignal 1206D, welches aus s-polarisiertem
Licht zusammengesetzt ist und einen großen Teil der Intensität des Subsignals 1206A umfasst,
an der reflektiven Oberfläche 704 reflektiert. Auf ähnliche
Art und Weise, weil das Licht des Rückkehrbereichs des Subsignals 1204A mit
Bezug auf den Polarisationsstrahlteiler 702 p-polarisiert
ist, wird ein neues Subsignal 1204D, welches aus p-polarisiertem
Licht zusammengesetzt ist und einen großen Teil der Intensität des Subsignals 1204A umfasst, durch
die Oberfläche 704 durchgeleitet,
im Schritt 1140.Both non-linear interferometers 722 and 724 100 percent of the signal light entering it reflects in the step 1130 , After interacting with one or the other of the non-linear interferometers, each of the sub-signals propagates 1204A . 1204B . 1206A and 1206B therefore continue along its return or reverse path. The first nonlinear interferometer 722 and the second nonlinear interferometer 724 are aligned such that their reflective surfaces are each perpendicular to the subsignals 1206A and 1204A are. Therefore, the subsignals become 1206A and 1204A both reflect back 180 ° so that their return paths trace their respective forward paths. Because these subsignals 1206A and 1204A are of the wavelength of an odd channel, there is no rotation of the plane of polarization of the beams of either of the two at the reflection at its respective interferometer 722 or 724 , Thus, the light beams keep the sub-signals 1206A and 1204A after reflection, their respective s and p polarization properties. Because the light rays of the return region of the sub signal 1206A with respect to the polarization beam splitter 702 s-polarized, becomes a new sub-signal 1206D , which is composed of s-polarized light and a large part of the intensity of the sub-signal 1206A includes, on the reflective surface 704 reflected. In a similar way, because the light of the return range of the sub signal 1204A with respect to the polarization beam splitter 702 p-polarized, becomes a new sub-signal 1204d , which is composed of p-polarized light and a large part of the intensity of the sub-signal 1204A includes, through the surface 704 passed through, in step 1140 ,
Beide
der Subsignale 1204D und 1206D verfolgen in der
umgekehrten Richtung jeweils die ursprünglichen Wege der Subsignale 1204 und 1206 zurück und werden
somit in Richtung des zweiten doppelbrechenden Keils 720 und
durch diesen hindurch geleitet. Nach dem Durchtreten durch den zweiten
doppelbrechenden Keil 720 verfolgen die Subsignale 1204D und 1206D jeweils dieselben
Bahnen wie die Subsignale 1204 und 1206 zurück, aber in
der umgekehrten Richtung. Zudem weisen die Lichtstrahlen der Subsignale 1204D und 1206D dieselbe
jeweilige Richtung der Polarisationsebene wie diejenigen der Subsignale 1204 und 1206 auf.
Somit werden beide Subsignale 1204D und 1206D beim Hindurchtreten
durch den doppelbrechenden Keil 720 wieder kombiniert,
so dass sie das Ausgangssignal 1208 erzeugen. Das Ausgangssignal 1208 verfolgt
die ursprüngliche
Bahn des hereinkommenden oder sich vorwärts ausbreitenden Bereichs
des Signals 1202 zurück
und wird somit durch die Linse 716 hindurchgeleitet und
durch diese fokussiert. Die Ausgangsfaser 712 ist derart
ausgerichtet, dass das fokussierte Signal 1208 durch die
Ausgangsfaser 712 eingefangen wird. Auf diese Art und Weise
wird der Großteil
der Intensität
des Signals der ungeraden Kanäle,
welches von der Eingangsfaser 710 ausstrahlt, durch die
Ausgangsfaser 712 eingefangen.Both of the subsignals 1204d and 1206D track the original paths of the sub-signals in the opposite direction 1204 and 1206 back and thus become the second birefringent wedge 720 and passed through it. After passing through the second birefringent wedge 720 follow the subsignals 1204d and 1206D each the same paths as the subsignals 1204 and 1206 back, but in the opposite direction. In addition, the light beams of the sub signals 1204d and 1206D the same respective direction of the polarization plane as those of the sub-signals 1204 and 1206 on. Thus, both subsignals become 1204d and 1206D passing through the birefringent wedge 720 combined again so that they get the output signal 1208 produce. The output signal 1208 tracks the original orbit of the incoming or advancing portion of the signal 1202 back and is thus through the lens 716 passed through and focused by this. The output fiber 712 is aligned so that the focused signal 1208 through the output fiber 712 is captured. In this way, most of the intensity of the signal of the odd channels, that of the input fiber 710 radiates through the output fiber 712 captured.
Die
Subsignale 1204B und 1206B umfassen einen kleinen
Bereich der Signallichtintensität.
Weil die Subsignale 1204B und 1206B sich jeweils
mit kleinen Ablenkwinkeln relativ zu den Subsignalen 1206A und 1204A fortpflanzen,
und weil die reflektiven Oberflächen
der nicht linearen Interferometer 722 und 724 senkrecht
zu den Strahlwegen von jeweils 1206A und 1204A sind,
verfolgen die Rückkehrbereiche
der Subsignale 1204B und 1206B nicht ihre ursprünglichen
Wege durch den Polarisationsstrahlteiler 702 zurück. Die Änderung
in dem Weg des Rückkehrbereichs
gegenüber
dem ursprünglichen
Bereich von jedem der Subsignale 1204B und 1206B ist
derart, dass keines dieser Subsignale durch eine der Ausgangsfasern 708 oder 712 eingefangen
wird, ungeachtet von jeder Durchleitung durch oder Reflektion an
der Ebene 704. Beide Subsignale 1204B und 1206B gehen
somit aus dem System heraus verloren.The subsignals 1204B and 1206B include a small range of signal light intensity. Because the subsignals 1204B and 1206B each with small deflection angles relative to the subsignals 1206A and 1204A propagate, and because the reflective surfaces of non-linear interferometers 722 and 724 perpendicular to the beam paths of each 1206A and 1204A are the return areas of the subsignals 1204B and 1206B not their original paths through the polarization beam splitter 702 back. The change in the path of the return area from the original area of each of the subsignals 1204B and 1206B is such that none of these sub-signals pass through one of the output fibers 708 or 712 regardless of any passage through or reflection at the plane 704 , Both subsignals 1204B and 1206B are thus lost out of the system.
Weil
der Polarisationsstrahlteiler 702 nicht perfekt ist, wird
zudem ein kleiner Bereich, das Subsignal 1206C, des s-polarisierten
Rückkehrbereichs des
Subsignals 1206A durch die Oberfläche 704 durchgeleitet,
und ein kleiner Bereich, das Subsignal 1204C, des p-polarisierten
Rückkehrbereichs
des Subsignals 1204A wird an der Oberfläche 704 reflektiert.
Beide, das Subsignal 1206C, welches aus s-polarisiertem
Licht zusammengesetzt ist, und das Subsignal 1204C, welches
aus p-polarisiertem Licht zusammengesetzt ist, bewegen sich in Richtung
der und durch die erste doppelbrechende Keilplatte 718. Die
erste doppelbrechende Platte 718 ist derart ausgerichtet,
dass sich die s-polarisierten und p-polarisierten Strahlen durch
diese jeweils als weniger stark abgelenkte und stärker abgelenkte
Strahlen fortpflanzen. Somit pflanzen sich das Subsignal 1206C und 1204C durch
die erste doppelbrechende Keilplatte 718 jeweils als ein
weniger stark abgelenkter Strahl und als ein stärker abgelenkter Strahl fort.
Wie in der 12 dargestellt ist, liegen diese
Strahlwege derart, dass weder das Subsignal 1206C noch
das Subsignal 1204C in die Faser 708 eintreten.
Auf diese Art und Weise, sowie durch die Elimination der Subsignale 1204B und 1206B,
werden Signale ungerader Kanäle,
welche von der Eingangsfaser 710 ausstrahlen, vollständig daran
gehindert, in die Ausgangsfaser 708 einzutreten.Because the polarization beam splitter 702 is not perfect, also becomes a small area, the sub signal 1206C , the s-polarized return range of the sub-signal 1206A through the surface 704 passed through, and a small area, the sub signal 1204C , the p-polarized return range of the sub-signal 1204A gets on the surface 704 reflected. Both, the sub signal 1206C which is composed of s-polarized light and the sub-signal 1204C , which is composed of p-polarized light, move toward and through the first birefringent wedge plate 718 , The first birefringent plate 718 is oriented so that the s-polarized and p-polarized rays propagate through each of them as less deflected and more deflected rays. Thus, the subsignal plant 1206C and 1204C through the first birefringent wedge plate 718 each as a less deflected beam and as a more deflected beam. Like in the 12 is shown, these beam paths are such that neither the sub-signal 1206C still the sub signal 1204C in the fiber 708 enter. In this way, as well as by the elimination of the sub-signals 1204B and 1206B , are signals of odd channels coming from the input fiber 710 radiate, completely prevented from entering the output fiber 708 enter.
Die
Arbeitsweise der Trennvorrichtung 700 wird nun mit Bezug
auf die 13 für gerade Kanäle diskutiert,
welche von der zweiten Eingangsfaser 710 eingeleitet werden.
Signallicht 1302 eines geraden Kanals, welches von der
Faser 710 aus ausstrahlt, wird durch die Linse 716 ausgerichtet
(parallel gerichtet) und dann durch den zweiten doppelbrechenden Keil 720 in
zwei linear polarisierte Subsignale, einen weniger stark abgelenkten
Strahl 1304 und einen stärker abgelenkten Strahl 1306,
geteilt, im Schritt 1110. Die optischen Achsen des Keils 720 sind
derart ausgerichtet, dass die Lichtstrahlen des Subsignals 1304 und
des Subsignals 1306 jeweils eine p-Polarisation und s-Polarisation
mit Bezug auf die teilweise reflektive Oberfläche 704 aufweisen.
In diesem Beispiel ist die Polarisation des Strahls 1304 parallel
zu der unteren Kante des Papiers ausgerichtet, und diejenige des
Strahls 1306 ist senkrecht zu der Ebene des Papiers ausgerichtet.
Der größte Teil
des p-polarisierten Subsignalstrahls 1304 wird durch die
Oberfläche 704 hindurchgeleitet,
so dass der durchgeleitete Strahl 1304A erzeugt wird. Auf ähnliche
Art und Weise wird der größte Teil
des s-polarisierten
Subsignalstrahls 1306 an der Oberfläche 704 reflektiert,
so dass der reflektierte Strahl 1306A erzeugt wird. Wie oben
diskutiert worden ist, gibt es ferner einen kleinen Bereich, das
Subsignal 1304B, des Subsignals 1304, welcher an
der Oberfläche 704 reflektiert
wird, und einen weiteren kleinen Bereich, das Subsignal 1306B,
des Subsignals 1306, welches durch die Oberfläche 704 durchgeleitet
wird. Somit existieren zwei durchgeleitete Subsignale 1304A und 1306B, und
zwei reflektierte Subsignale 1306A und 1304B, im
Schritt 1120.The operation of the separator 700 will now be related to the 13 for straight channels which of the second input fiber is discussed 710 be initiated. signal light 1302 a straight channel, which from the fiber 710 radiates out through the lens 716 aligned (collimated) and then through the second birefringent wedge 720 into two linearly polarized subsignals, a less deflected beam 1304 and a more deflected beam 1306 , divided, in step 1110 , The optical axes of the wedge 720 are aligned such that the light beams of the sub-signal 1304 and the sub signal 1306 each a p-polarization and s-polarization with respect to the partially reflective surface 704 exhibit. In this example, the polarization of the beam 1304 Aligned parallel to the lower edge of the paper, and that of the beam 1306 is aligned perpendicular to the plane of the paper. Most of the p-polarized sub-signal beam 1304 gets through the surface 704 passed through, so that the transmitted beam 1304A is produced. Similarly, most of the s-polarized sub-signal beam becomes 1306 on the surface 704 reflected, so that the reflected beam 1306A is produced. As discussed above, there is also a small area, the sub-signal 1304B , the sub signal 1304 , which at the surface 704 is reflected, and another small area, the sub signal 1306B , the sub signal 1306 passing through the surface 704 is passed through. Thus, there are two transmitted subsignals 1304A and 1306B , and two reflected sub-signals 1306A and 1304B , in step 1120 ,
Wie
in der 13 gezeigt ist, bewegen sich die
zwei durchgeleiteten Subsignale 1304A und 1306B durch
den Polarisationsstrahlteiler 702 zu dem zweiten nicht
linearen Interferometer 724. Die zwei reflektierten Subsignale 1306A und 1304B bewegen
sich durch den Polarisationsstrahlteiler 702 zu dem ersten
nicht linearen Interferometer 722. Die Subsignale 1304A und 1306A,
welche jeweils den Großteil
der durchgeleiteten Intensität
und reflektierten Intensität
umfassen, weisen die gewünschten
p- und s-Polarisationen auf, welche für die Arbeitsweise eines perfekten
Polarisationsstrahlteilers geeignet sind. Umgekehrt weisen die Subsignale
schwächerer Intensität 1306B und 1304B jeweils
unerwünschte
s- und p-Polarisationen auf, welche aus der nicht perfekten Eigenschaft
des Strahlteilers 702 herrühren.Like in the 13 is shown, the two transmitted subsignals move 1304A and 1306B through the polarization beam splitter 702 to the second nonlinear interferometer 724 , The two reflected subsignals 1306A and 1304B move through the polarization beam splitter 702 to the first non-linear interferometer 722 , The subsignals 1304A and 1306A , each comprising the majority of the transmitted intensity and reflected intensity, have the desired p and s polarizations suitable for the operation of a perfect polarization beam splitter. Conversely, the subsignals have weaker intensity 1306B and 1304B each undesirable s and p polarizations resulting from the non-perfect property of the beam splitter 702 originate.
Beide
nicht lineare Interferometer 722 und 724 reflektieren
100 Prozent des Signallichtes, welches in diese eintritt, im Schritt 1130.
Nach dem Zusammenwirken mit einem oder dem anderen der nicht linearen
Interferometer pflanzt sich daher jedes der Subsignale 1304A, 1304B, 1306A und 1306B entlang
seines Rückkehr-
oder Umkehrweges fort. Das erste nicht lineare Interferometer 722 und
das zweite nicht lineare Interferometer 724 sind derart ausgerichtet,
dass ihre reflektiven Oberflächen
jeweils senkrecht zu den Wegen der Subsignale 1306A und 1304A sind.
Daher werden die Subsignale 1306A und 1304A beide
um 180° zurückreflektiert, so
dass ihre Rückkehrbahnen
ihre jeweiligen Vorwärtsbahnen
zurückverfolgen.
Weil diese Subsignale 1306A und 1304A aus einer
Wellenlänge
von geraden Kanälen
bestehen, unterliegt jedes einer Drehung der Polarisationsebene
von 90° bei
der Reflektion an seinem jeweiligen Interferometer 722 oder 724.
Somit weist das Licht des Subsignals 1306A und 1304A nach
der Reflektion jeweils die gewünschte
p- und s-Polarisationseigenschaft
auf. Weil das Licht des Rückkehrbereichs
des Subsignals 1306A p-polarisiert mit Bezug auf den Polarisationsstrahlteiler 702 ist,
wird ein neues Subsignal 1306C, welches aus p-polarisiertem
Licht zusammengesetzt ist und einen großen Teil der Intensität des Subsignals 1306A umfasst,
durch die Oberfläche 704 durchgeleitet. Ähnlich,
weil das Licht des Rückkehrbereichs
des Subsignals 1304A mit Bezug auf den Polarisationsstrahlteiler 702 s-polarisiert
ist, wird ein neues Subsignal 1304C, welches aus s-polarisiertem Licht
zusammengesetzt ist und einen großen Teil der Intensität des Subsignals 1304A umfasst,
an der Oberfläche 704 reflektiert.
Beide Subsignale 1306C und 1304C werden somit
zu der und durch die erste doppelbrechende Keilplatte 718 geleitet.
Die erste doppelbrechende Platte 718 ist derart orientiert,
dass die p-polarisierten und s-polarisierten Strahlen sich jeweils
durch diese als stärker
abgelenkte und weniger stark abgelenkte Strahlen fortpflanzen. Somit pflanzt
sich das Subsignal 1304C und das Subsignal 1306C beim
Durchqueren durch die erste doppelbrechende Keilplatte 718 jeweils
als ein weniger stark abgelenkter Strahl und als ein stärker abgelenkter Strahl
fort. Die Strahlwege der Subsignale 1304C und 1306C sind
derart, dass diese zwei Subsignale wieder kombiniert werden, so
dass sie das Ausgangssignal 1308 erzeugen. Das Signal 1308 wird durch
die Linse 714 durchgeleitet und durch diese fokussiert.
Die Ausgangsfaser 708 ist derart ausgerichtet, dass das
fokussierte Signal 1308 durch die Ausgangsfaser 708 eingefangen
wird. Auf diese Art und Weise wird der größte Teil der Intensität der Signale der
geraden Kanäle,
welche von der Eingangsfaser 710 ausstrahlen, durch die
Ausgangsfaser 708 eingefangen, im Schritt 1140.Both non-linear interferometers 722 and 724 Reflect 100 percent of the signal light that enters this step 1130 , Therefore, after interacting with one or the other of the non-linear interferometers, each of the sub-signals propagates 1304A . 1304B . 1306A and 1306B continuing along its return or reverse route. The first nonlinear interferometer 722 and the second nonlinear interferometer 724 are aligned such that their reflective surfaces are each perpendicular to the paths of the sub-signals 1306A and 1304A are. Therefore, the subsignals become 1306A and 1304A both reflected back 180 ° so that their return paths trace their respective forward paths. Because these subsignals 1306A and 1304A consist of a wavelength of even channels, each undergoes a rotation of the plane of polarization of 90 ° in the reflection at its respective interferometer 722 or 724 , Thus, the light of the sub signal points 1306A and 1304A after reflection, the desired p and s polarization properties, respectively. Because the light of the return range of the sub signal 1306A p-polarized with respect to the polarization beam splitter 702 is, becomes a new sub signal 1306C , which is composed of p-polarized light and a large part of the intensity of the sub-signal 1306A includes, through the surface 704 passed through. Similarly, because the light of the return range of the sub signal 1304A with respect to the polarization beam splitter 702 s-polarized, becomes a new sub signal 1304C , which is composed of s-polarized light and a large part of the intensity of the sub-signal 1304A includes, on the surface 704 reflected. Both subsignals 1306C and 1304C thus become the and through the first birefringent wedge plate 718 directed. The first birefringent plate 718 is oriented so that the p-polarized and s-polarized rays each propagate through them as more deflected and less deflected rays. Thus, the sub signal is planted 1304C and the sub signal 1306C when passing through the first birefringent wedge plate 718 each as a less deflected beam and as a more deflected beam. The beam paths of the sub signals 1304C and 1306C are such that these two sub-signals are combined again so that they output the signal 1308 produce. The signal 1308 is through the lens 714 passed through and focused by them. The output fiber 708 is aligned so that the focused signal 1308 through the output fiber 708 is captured. In this way, most of the intensity of the signals of the straight channels, that of the input fiber 710 radiate through the output fiber 708 captured, in step 1140 ,
Die
Subsignale 1304B und 1306B umfassen einen kleinen
Teil der Signallichtintensität.
Weil die Subsignale 1304B und 1306B sich jeweils
mit kleinen Ablenkungswinkeln relativ zu den Subsignalen 1306A und 1304A fortpflanzen,
und weil die reflektiven Oberflächen
der nicht linearen Interferometer 722 und 724 jeweils
senkrecht zu den Strahlwegen von 1306A und 1304A sind,
verfolgen die Rückkehrbereiche
der Subsignale 1304B und 1306B nicht ihre ursprünglichen
Wege durch den Polarisationsstrahlteiler 702 zurück. Die Änderung
in dem Weg des Rückkehrbereichs
gegenüber
dem ursprünglichen
Bereich von jedem der Subsignale 1304B und 1306B ist
derart, dass keines dieser Subsignale durch eine der Ausgangsfasern 708 oder 712 eingefangen
wird, ungeachtet von jeder Durchleitung durch oder Reflektion an
der Ebene 704. Beide Subsignale 1304B und 1306B gehen
somit aus dem System heraus verloren. Ferner, weil der Polarisationsstrahlteiler 702 nicht
perfekt ist, wird ein kleiner Bereich, das Subsignal 1306D,
des p-polarisierten Rückkehrbereichs
des Subsignals 1306A an der Oberfläche 704 reflektiert,
und ein kleiner Bereich, das Subsignal 1304D, des s-polarisierten
Rückkehrbereichs
des Subsignals 1304A wird durch die Oberfläche 704 hindurchgeleitet.
Beide, das Subsignal 1306D, welches aus p-polarisiertem
Licht zusammengesetzt ist, und das Subsignal 1304D, welches aus
s-polarisiertem
Licht zusammengesetzt ist, bewegen sich in Richtung der und durch
die zweite doppelbrechende Keilplatte 720. Die Ausrichtung
der Keilplatte 720 ist derart, dass die p-polarisierten
und s-polarisierten Strahlen sich durch diese jeweils als weniger
stark abgelenkte und stärker
abgelenkte Strahlen fortpflanzen. Somit pflanzen sich die Subsignale 1304D und 1306D durch
die erste doppelbrechende Keilplatte 718 jeweils als ein
stärker
abgelenkter Strahl und als ein weniger stark abgelenkter Strahl
fort. Wie in der 13 dargestellt ist, liegen diese
Strahlwege derart, dass weder das Subsignal 1304D noch
das Subsignal 1306D in die Faser 712 eintritt.
Auf diese Art und Weise, sowie durch die Eliminierung der Subsignale 1304B und 1306B,
werden Signale der geraden Kanäle,
welche von der Eingangsfaser 710 ausstrahlen, vollständig daran
gehindert, in die Ausgangsfaser 712 einzutreten.The subsignals 1304B and 1306B comprise a small part of the signal light intensity. Because the subsignals 1304B and 1306B each with small deflection angles relative to the subsignals 1306A and 1304A propagate, and because the reflective surfaces of non-linear interferometers 722 and 724 each perpendicular to the beam paths of 1306A and 1304A are the return areas of the subsignals 1304B and 1306B not their original paths through the polarization beam splitter 702 back. The change in the path of the return area compared to the original range of each of the sub-signals 1304B and 1306B is such that none of these sub-signals pass through one of the output fibers 708 or 712 regardless of any passage through or reflection at the plane 704 , Both subsignals 1304B and 1306B are thus lost out of the system. Further, because of the polarization beam splitter 702 is not perfect, a small area becomes the sub signal 1306D , the p-polarized return range of the sub-signal 1306A on the surface 704 reflected, and a small area, the sub signal 1304D , the s-polarized return range of the sub-signal 1304A gets through the surface 704 passed. Both, the sub signal 1306D , which is composed of p-polarized light, and the sub-signal 1304D , which is composed of s-polarized light, move toward and through the second birefringent wedge plate 720 , The orientation of the wedge plate 720 is such that the p-polarized and s-polarized rays propagate through each of them as less deflected and more deflected rays. Thus, the subsignals plant 1304D and 1306D through the first birefringent wedge plate 718 each as a more deflected beam and as a less deflected beam. Like in the 13 is shown, these beam paths are such that neither the sub-signal 1304D still the sub signal 1306D in the fiber 712 entry. In this way, as well as by the elimination of subsignals 1304B and 1306B , signals of the even channels, which are from the input fiber 710 radiate, completely prevented from entering the output fiber 712 enter.
Die 14 fasst
die Ergebnisse der Arbeitsweise der Trennvorrichtung 700 zusammen.
Die Eingabe 1402 ist das Signal, welches von der ersten
Eingangsfaser 706 eingeleitet wird, und die Eingabe 1404 ist
das Signal, welches von der optionalen zweiten Eingangsfaser 710,
wenn es eine solche gibt, eingeleitet wird. Die Ausgabe 1406 ist
das Signal, welches zu der ersten Ausgangsfaser 708 abgegeben wird,
und die Ausgabe 1408 ist das Signal, welches zu der zweiten
Ausgangsfaser 712 abgegeben wird. Wie oben diskutiert worden
ist, werden Signale von ungeraden Kanälen und geraden Kanälen, die
zu der Trennvorrichtung 700 von dem Signal 1402 des
ersten Eingangs geleitet werden, jeweils zu der ersten Ausgangsfaser 708 als
Ausgangssignal 1406 und zu der zweiten Ausgangsfaser 712 als
Ausgangssignal 1408 geleitet. Weil die Diskussion der Arbeitsweise der
Trennvorrichtung 700, welche das zweite Eingangssignal 1404 verwendet,
identisch ist zu derjenigen, welche oben für die Arbeitsweise, welche
das erste Eingangssignal 1402 verwendet, gegeben wurde,
liegt eine ähnliche
Beziehung in diesem Fall vor. Das bedeutet, das Signale ungerader
Kanäle
und gerader Kanäle,
welche von dem zweiten Eingangssignal 1404 zu der Trennvorrichtung 700 eingegeben werden,
jeweils zu der zweiten Ausgangsfaser 712 als Ausgabe 1408 und
zu der ersten Ausgangsfaser 708 als Ausgabe 1406 geleitet
werden. Auf diese Art und Weise arbeitet die Trennvorrichtung 700,
wobei sie entweder das Eingangssignal 1402 oder das Eingangssignal 1404 verwendet,
als ein Multiplexer oder Demultiplexer dichter Wellenlänge, welcher
zwischen den Bahnen von ungeraden und geraden Kanälen unterscheidet.
Weil die Trennung von ungeraden und geraden Kanälen in der Trennvorrichtung 700 auf
einer interferometrischen Technik basiert, ist der Abstand zwischen
den Kanälen
in der Frequenz streng periodisch und entspricht somit Schemata
von standardisierten Kanalabständen
(standardized channel spacing schemes), solchen, wie denjenigen, welche
durch die International Telecommunication Union empfohlen werden.The 14 summarizes the results of the operation of the separator 700 together. The input 1402 is the signal coming from the first input fiber 706 is initiated, and the input 1404 is the signal coming from the optional second input fiber 710 if there is such a thing is initiated. The edition 1406 is the signal leading to the first output fiber 708 is issued, and the issue 1408 is the signal to the second output fiber 712 is delivered. As discussed above, signals from odd channels and even channels leading to the separator 700 from the signal 1402 of the first input, respectively to the first output fiber 708 as an output signal 1406 and to the second output fiber 712 as an output signal 1408 directed. Because the discussion of the operation of the separator 700 which is the second input signal 1404 used is identical to the one above for the operation, which is the first input signal 1402 is given, a similar relationship exists in this case. This means that the signals of odd channels and even channels, that of the second input signal 1404 to the separator 700 are input, respectively to the second output fiber 712 as an issue 1408 and to the first output fiber 708 as an issue 1406 be directed. In this way, the separator works 700 where they are either the input signal 1402 or the input signal 1404 is used as a dense wavelength division multiplexer or demultiplexer which distinguishes between the paths of odd and even channels. Because the separation of odd and even channels in the separator 700 based on an interferometric technique, the spacing between the channels in frequency is strictly periodic and thus conforms to standardized channel spacing schemes, such as those recommended by the International Telecommunication Union.
Die
Trennvorrichtung 700 der vorliegenden Erfindung weist relativ
zu den Trennvorrichtungen von herkömmlichen Wellenlängenmultiplexern
den Vorteil einer höheren
Toleranz gegenüber
Driften auf, aufgrund der Vergrößerung bei
den Breiten der Durchlassbereiche, welche durch die nicht linearen Interferometer,
welche in dieser beinhaltet sind, zur Verfügung gestellt werden. Sie bietet
den weiteren Vorteil, relativ zu Trennvorrichtungen und Multiplexer dichter
Wellenlänge,
welche Polarisationsstrahlteiler verwenden, einer größeren Effizienz
der Trennung zwischen den Sätzen
der getrennten Kanäle.
Dieser letztere Vorteil tritt auf, weil das Ausmaß der physikalischen
Trennung der Subsignalstrahlwege sich unterscheidender Polarisationszustände durch
die doppelbrechenden Keilplatten 718 und 720 und
nicht durch den Polarisationsstrahlteiler 702 beschränkt wird.
Die Effizienz der Trennung eines nicht polarisierten Lichtstrahls
in einen ersten Lichtstrahl, umfassend eine erste Richtung der Ebenenpolarisation, und
einen zweiten Lichtstrahl, umfassend eine zweite Richtung der Ebenenpolarisation
senkrecht zu der ersten, ist größer bei
einer doppelbrechenden Platte als sie bei einem Polarisationsstrahlteiler
ist. In der Trennvorrichtung 700 der vorliegenden Erfindung
bewirken die doppelbrechenden Keile eine Trennung der Signale in
getrennte Subsignale, welche zueinander abweichend polarisierte
Lichtstrahlen umfassen. Der Polarisationsstrahlteiler 702 wird
derart verwendet, dass er jedes dieser getrennten Subsignale, wie zum
Beispiel das Subsignal 904 und 906, zu einem anderen
nicht linearen Interferometer leitet (richtet). Wegen der Geometrie
der Vorrichtung 700 wird jegliche „Leckage" von Subsignalen, welche durch den Polarisationsstrahlteiler 702 verursacht
wird – das bedeutet,
die Reflektion eines Subsignals an der Ebene 704, welches
nominell gerade durch dieses hindurchgeleitet wird, oder das gerade
Hindurchleiten eines Subsignals durch die Ebene 704, welches nominell
an dieser reflektiert wird – eliminiert.
Somit stellt die Trennvorrichtung der vorliegenden Erfindung eine
größere Effizienz
der Isolation zur Verfügung,
relativ zu anderen Trennvorrichtung und Wellenlängenmultiplexern, welche Polarisationsstrahlteiler
verwenden, von einem Satz von getrennten Kanälen zu einem anderen.The separator 700 The present invention has the advantage of higher tolerance to drift relative to the separators of conventional wavelength division multiplexers because of the increase in the widths of the passbands provided by the non-linear interferometers included therein. It offers the further advantage of greater separation efficiency between the sets of separate channels relative to dense wavelength division separators and multiplexers using polarization beam splitters. This latter advantage occurs because the extent of physical separation of the sub-signal beams from differing polarization states through the birefringent wedge plates 718 and 720 and not by the polarization beam splitter 702 is limited. The efficiency of separating a non-polarized light beam into a first light beam comprising a first direction of plane polarization and a second light beam comprising a second direction of plane polarization perpendicular to the first is greater in a birefringent plate than in a polarization beam splitter. In the separator 700 According to the present invention, the birefringent wedges cause the signals to be separated into separate sub-signals, which comprise mutually polarized light beams. The polarization beam splitter 702 is used to represent each of these separate sub-signals, such as the sub-signal 904 and 906 , directs to another non-linear interferometer. Because of the geometry of the device 700 is any "leakage" of subsignals, which through the polarization beam splitter 702 is caused - that is, the reflection of a subsignal at the level 704 which is nominally passing straight through it, or just passing a sub signal through the plane 704 , which is nominally reflected at this - eliminated. Thus, the separator of the present invention provides greater isolation efficiency relative to other separation apparatus and wavelength division multiplexers using polarization beam splitters, from one set of separate channels to another.
Eine
weitere zusätzliche
Funktionalität
und ein weiterer Vorteil der Trennvorrichtung 700 der vorliegenden
Erfindung ist die Fähigkeit,
die Add/drop-Funktion
zu leisten, während
sie ebenso die Kanäle
trennt. Wie in der 14 dargestellt ist, werden zwei
Signale, ein erstes Eingangssignal 1402, welches die Kanalsignale λ1 – λn beinhaltet, und
ein zweites Eingangssignal 1404, welches Kanalsignale λ1' – λn' beinhaltet, beide
in die Trennvorrichtung 700 eingeleitet. Die Trennvorrichtung 700 kann
dann die geraden Kanäle
aus dem ersten Signal zu dem zweiten Signal herausnehmen, während sie
die geraden Kanäle
des zweiten Signals zu dem ersten Signal hinzufügt. Zum Beispiel, wie in der 14 gezeigt
ist, würde
das erste Ausgabesignal 1406 aus den ungeraden Kanälen (λ1, λ3, λ5 ...)
aus dem ersten Eingangssignal 1402 plus die geraden Kanäle (λ2', λ4', λ6' ...) des zweiten
Eingangssignals 1404 bestehen. Auf dieselbe Art und Weise
würde das
zweite Ausgangssignal 1408 aus den ungeraden Kanälen (λ1', λ3', λ5' ...) aus dem zweiten
Eingangssignal 1404 plus die geraden Kanäle (λ2, λ4, λ6 ...)
aus dem ersten Eingangssignal 1402 bestehen.Another added functionality and another advantage of the separator 700 The ability of the present invention to perform the add / drop function while also separating the channels. Like in the 14 is shown, two signals, a first input signal 1402 , which includes the channel signals λ 1 - λ n , and a second input signal 1404 which includes channel signals λ 1 '- λ n ', both into the separator 700 initiated. The separator 700 may then remove the even channels from the first signal to the second signal while adding the even channels of the second signal to the first signal. For example, as in the 14 is shown, would be the first output signal 1406 from the odd channels (λ 1 , λ 3 , λ 5 ...) from the first input signal 1402 plus the even channels (λ 2 ', λ 4 ', λ 6 '...) of the second input signal 1404 consist. In the same way would the second output signal 1408 from the odd channels (λ 1 ', λ 3 ', λ 5 '...) from the second input signal 1404 plus the even channels (λ 2 , λ 4 , λ 6 ...) from the first input signal 1402 consist.
Ein
weiterer Vorteil der Trennvorrichtung 700 der vorliegenden
Erfindung ist die Fähigkeit,
diese innerhalb einer mehrstufigen parallelen Kaskadenkonfiguration
zu positionieren, um Einfügungsverluste als
Teil eines größeren Multiplexers
dichter Wellenlänge
zu reduzieren. Diese Konfiguration ist in der 15 dargestellt
und ist in der parallel anhängigen amerikanischen
Patentanmeldung mit dem Titel „Fiber
Optic Dense Wavelength Division Multiplexer Utilizing a Multi-Stage
Parallel Cascade Method of Wavelength Separation", Anmeldenummer 09/130 386, eingereicht
am 06. August 1998, offenbart worden. In der 15 tritt
ein optisches Signal, welches die Kanäle λ1 – λn beinhaltet,
in den Multiplexer dichter Wellenlänge 1500 der vorliegenden
Erfindung durch den Knoten A 240 ein. Das Signal tritt
durch eine Trennvorrichtung 1510A der vorliegenden Erfindung
hindurch. Die Trennvorrichtung 1510A unterteilt das Signal
in zwei getrennte Signale, wobei eines die ungeraden Kanäle (λ1, λ3, λ5 ...)
beinhaltet, und das andere die geraden Kanäle (λ2, λ4, λ6 ...)
(1540) beinhaltet, wie oben beschrieben worden ist. Diese
ungeraden und geraden Kanäle
werden dann jeweils durch eine weitere Trennvorrichtung 1510B und 1510C hindurchgeleitet,
welche diese mit jedem anderen Kanal weiter unterteilt. Die Trennvorrichtung 1510B,
und insbesondere der Satz von nicht linearen Interferometern, welcher
diese Trennvorrichtung umfasst, ist derart modifiziert, dass sie/er
den Satz von Kanälen λ1, λ5, λ9 ...
aus dem Satz von Kanälen λ3, λ7, λ11...
heraustrennt, durch die Einstellung des Wellenlängenabstands der Kanäle, deren
Polarisationsrichtungen gedreht werden. Auf ähnliche Art und Weise ist die
Trennvorrichtung 1510C und insbesondere der Satz der nicht
linearen Interferometer, welcher diese Trennvorrichtung umfasst,
derart modifiziert, dass sie/er den Satz von Kanälen λ2, λ6, λ10 ...
aus dem Satz von Kanälen λ4, λ8, λ12 ...
durch eine ähnliche Einstellung
heraustrennt. Eine ähnliche
Kanalaufteilung wird fortgeführt,
bis nur ein Kanal zu jeder optischen Faser 250-1 bis 250-n ausgegeben
wird. In einem Multiplexer dichter Wellenlänge, welcher entsprechend der
mehrstufigen parallelen Kaskadenkonfiguration der vorliegenden Erfindung
aufgebaut ist, gibt es keine Verminderung der Breiten der Durchlassbereiche
relativ zu denjenigen der Kanaltrennvorrichtung 1510A in
der ersten Stufe. Dies ist ein Gegensatz zu und ein Vorteil gegenüber herkömmlichen
Filtertechnologien, welche, wenn sie in einer Reihe als ein Teil
einer größeren optischen
Einrichtung verkettet werden, eine Verminderung in der Gesamtdurchlassbandbreite
der Filterzusammenstellung relativ zu einem einzelnen Filter verursachen.
Die vorliegende Erfindung ist somit frei von vergrößerten Einfügungsverlusten,
welche mit solchen verminderten Durchlassbereichbreiten verbunden sind.
Obwohl die Trennvorrichtung der vorliegenden Erfindung derart beschrieben
worden ist, dass sie in der mehrstufigen parallelen Kaskadenkonfiguration der
vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird der Durchschnittsfachmann
verstehen, dass die Trennvorrichtung der vorliegenden Erfindung
in anderen Konfigurationen verwendet werden kann, ohne vom Schutzumfang
der vorliegenden Erfindung abzuweichen.Another advantage of the separator 700 The ability of the present invention to position them within a multi-stage parallel cascade configuration to reduce insertion loss as part of a larger dense wavelength multiplexer. This configuration is in the 15 and is disclosed in co-pending U.S. Patent Application entitled "Fiber Optic Dense Wavelength Division Multiplexer Utilizing a Multi-Stage Parallel Cascade Method of Wavelength Separation", Application Number 09 / 130,386, filed August 6, 1998 15 An optical signal including the channels λ 1 -λ n enters the dense wavelength multiplexer 1500 of the present invention by the node A 240 one. The signal passes through a separator 1510A of the present invention. The separator 1510A divides the signal into two separate signals, one containing the odd channels (λ 1 , λ 3 , λ 5 ...), and the other the even channels (λ 2 , λ 4 , λ 6 ...) ( 1540 ) as described above. These odd and even channels are then each separated by another separator 1510B and 1510C passed through, which further subdivides this with each other channel. The separator 1510B and in particular the set of non-linear interferometers comprising this separator is modified to include the set of channels λ 1 , λ 5 , λ 9 ... from the set of channels λ 3 , λ 7 , λ 11 ... by adjusting the wavelength spacing of the channels whose polarization directions are rotated. In a similar way is the separator 1510C and in particular, the set of non-linear interferometers comprising this separation device is modified to include the set of channels λ 2 , λ 6 , λ 10 ... from the set of channels λ 4 , λ 8 , λ 12 . .. by a similar setting. A similar channel split is continued until only one channel to each optical fiber 250-1 to 250-n is issued. In a dense wavelength division multiplexer constructed according to the multi-stage parallel cascade configuration of the present invention, there is no reduction in the widths of the passbands relative to those of the channel separator 1510A in the first stage. This is in contrast to and an advantage over conventional filter technologies, which, when chained together in a row as part of a larger optical device, cause a reduction in the overall passband width of the filter assemblage relative to a single filter. The present invention is thus free of increased insertion losses associated with such reduced passband widths. Although the separator of the present invention has been described as being used in the multi-stage parallel cascade configuration of the present invention, one of ordinary skill in the art will appreciate that the separator of the present invention may be used in other configurations without departing from the scope of the present invention.
Ein
verbesserter Trennungsmechanismus, welcher in einem Multiplexer
dichter Wellenlänge (DWDM)
verwendet werden soll, ist offenbart worden. Die Trennvorrichtung
der vorliegenden Erfindung umfasst einen Mechanismus des Eingebens
eines optischen Signals, wobei das optische Signal aus einer Vielzahl
von optischen Kanälen
besteht; einen Mechanismus des Trennens von einem oder mehreren
der Vielzahl von optischen Kanälen
durch Einführen
einer Phasendifferenz zwischen wenigstens zwei der Kanäle des optischen
Signals; und einen Mechanismus des Ausgebens der getrennten Vielzahl
von Kanälen
entlang einer Vielzahl von optischen Wegen. Der Mechanismus des
Trennens von einem oder mehreren der Vielzahl der optischen Kanäle umfasst doppelbrechende
Strahltrennungs- und -rekombinierungsplatten, einen Polarisationsstrahlteiler
und zwei nicht lineare Interferometer, wobei die doppelbrechenden
Platten zwischen dem Polarisationsstrahlteiler und den Eingangs-
und Ausgangswegen angeordnet sind, und die zwei nicht linearen Interferometer
auf entgegengesetzten Seiten des Polarisationsstrahlteilers von
den Eingangs- und Ausgangswegen angeordnet sind.One
improved separation mechanism, which in a multiplexer
dense wavelength (DWDM)
has been used has been disclosed. The separator
The present invention includes a mechanism of inputting
an optical signal, wherein the optical signal of a plurality
of optical channels
consists; a mechanism of separating one or more
the variety of optical channels
by introducing
a phase difference between at least two of the channels of the optical
signal; and a mechanism of outputting the separated plurality
of channels
along a variety of optical paths. The mechanism of
Separating one or more of the plurality of optical channels includes birefringent ones
Beam separation and recombination plates, a polarization beam splitter
and two non-linear interferometers, with the birefringent ones
Plates between the polarization beam splitter and the input
and output paths are arranged, and the two non-linear interferometers
on opposite sides of the polarization beam splitter of
the input and output paths are arranged.
Die
vorliegende Erfindung stellt eine Erleichterung bei der Ausrichtung
und eine höhere
Toleranz gegenüber
Driften aufgrund der Vergrößerung in
den Breiten der Durchlassbereiche zur Verfügung und stellt ebenso eine
verbesserte Trennung der Kanäle relativ
zu anderen Wellenlängenmultiplexern,
welche Polarisationsstrahlteiler verwenden, zur Verfügung. Sie
kann leicht derart modifiziert werden, dass sie die Add/drop-Funktion
ausführt,
wenn sie die Kanäle trennt.
Die Materialien, welche erforderlich sind, um den Multiplexer dichter
Wellenlänge
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung herzustellen und zu implementieren,
sind leicht verfügbar.
Die vorliegende Erfindung erfordert somit keine speziellen oder
teuren Materialien oder Prozesse. Sie ist somit kostengünstig.The
present invention provides ease of alignment
and a higher one
Tolerance
Drifting due to enlargement in
the widths of the passbases available and provides as well
improved separation of channels relative
to other wavelength division multiplexers,
which polarization beam splitters use. she
can easily be modified to do the add / drop function
executing,
when she separates the channels.
The materials required to make the multiplexer more dense
wavelength
in accordance
to produce and implement with the present invention,
are readily available.
The present invention thus requires no special or
expensive materials or processes. It is thus inexpensive.
Obwohl
die vorliegende Erfindung in Übereinstimmung
mit den gezeigten Ausführungen
beschrieben worden ist, wird der Durchschnittsfachmann leicht erkennen,
dass es Variationen an den Ausführungen
geben kann, und dementsprechend können viele Modifikationen durch
den Durchschnittsfachmann ausgeführt
werden, ohne vom Schutzumfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.Even though
the present invention in accordance
with the shown versions
the person of ordinary skill in the art will readily recognize
that there are variations on the designs
can give, and accordingly, many modifications through
the person skilled in the art
without departing from the scope of the appended claims.